1876年清迁派左宗棠率大军进疆，消灭了盘踞在北疆的阿古柏匪帮。一年之后，清军又迅速收复了南疆，粉碎了沙俄继续霸占伊犁的阴谋。以后又经过反复交涉，到1882年2月，饱经沙俄殖民统治的伊犁各族人民，终于回到祖国的怀抱。

1884年10月，清朝政府正式批准新疆建省。首先，对军政制度作了重大改革，取消军府制和伯克制，代之以兵备道和府、州、县制，新疆的政治中心由伊犁移至乌鲁木齐。伊犁将军虽仍存在，但改称“伊犁驻防将军”，其权力和管理范围大大缩小，不再总统全疆军务，只管伊犁、塔城的军事和防务，与新疆巡抚不相统属。以后，又设置了伊塔首、伊犁府及宁远、绥定县和塔城直隶厅、精河直隶厅。

1911年10月的辛亥革命运动，很快波及到了伊犁。1912年1月7日，以伊犁陆军协统杨缵绪为首的革命党人发动起义，迅速击溃驻防清军，占领将军府所在地－－惠远城，枪决伊犁将军志锐，组织汉、满、蒙、回、藏“五族共进会”，成立伊犁临时政府。接着派出革命军继续东征，在精河击败反对革命的清军，迫使新疆巡抚袁大化宣布实行共和体制，从而结束了清朝在新疆的专制统治。但是，由于伊犁革命党人软弱、妥协，加上新封建军阀杨增新的诱骗、胁迫，伊犁临时政府与其签署了议和条款，承认杨增新为全疆最高军政长官——都督，拱手让出了政权。

杨增新上台以后，为了推行独裁专制，遂逐步把伊犁镇边使改为镇守使，把伊犁四领队大臣改为四领队官；把塔城参赞改为道尹，完全归新疆都督管辖。另在阿尔泰设办事长官。1916年，将伊塔道改设为伊犁、塔城两道。1919年，又将阿尔泰地区改为阿山道，归新疆统辖。

1928年，杨增新被刺杀，金树仁攫取了新疆的统治政权。1933年，迪化发生“四·一二”政变，赶走了金树仁，军阀盛世才取而代之。

盛世才为了巩固自己的政权，提出了“民族平等”和“民主自由权利”以及废除金树仁对人民的某些封建压迫等政策。中国共产党人根据团结一切抗日力量的民族统一战线政策，从1937年起，陆续派出上百名共产党员到新疆工作，帮助盛世才制定和实行“反帝、亲苏、民平（民族平等）、清廉、和平、建设”的“六大政策”，使新疆出现了蒸蒸日上的新气象。

但是，随着国际、国内形势的变化，盛世才的法西斯面目日益明显地暴露出来，其反苏、反共、反人民的活动也愈来愈露骨。1942年，盛世才撕下伪装公开投靠国民党反动派，背信弃义地捏造了所谓的“阴谋暴动案”，大肆捕杀共产党人和进步人士，白色恐怖笼罩了整个新疆，国民党反动势力也随之伸入新疆。1943年，国民党在新疆建立省党部，国民党军队也进入新疆。1944年秋，国民党即正式取代盛世才，进一步推行民族压迫和恐怖的特务统治，横征暴敛，使新疆各族人民的生活濒于绝境，迫使伊犁、塔城、阿山（今阿勒泰）三区各族人民走上武装反抗的道路。

1944年9月，巩哈县（今尼勒克）农牧民在乌拉斯台发动了以反对献马为导火索的武装暴动，袭击了反动政府的警察和驻军，并迅速占领县城，从而揭开了各族人民反对国民党反动派统治的革命斗争的序幕，吹响了伊、塔、阿三区革命的号角。随之伊宁、绥定、宁西（今察布查尔）、霍城、昭苏等县也相继为游击队所占领。11月12日，各地起义的代表在伊宁召开会议，宣布成立三区革命临时政府。1945年4月8日又正式建立了革命武装－－民族军。同时，塔城、阿勒泰等地各族群众也揭竿而起，革命的烈火在三区各地燃烧起来。到1945年秋，民族军和起义群众已基本控制了三区，并一直打到玛纳斯河边，矛头直指迪化（今乌鲁木齐）。加上国际、国内局势向着有利于革命方面发展，国民党当局被迫接受和平谈判。10月12日，三区代表赖希木江·沙比尔、阿合买提江·哈斯木、阿不都海依尔·吐烈到迪化同国民党代表举行谈判。经过激烈争论，到1946年6月，全面签订了11项和平条款和两个附件。并根据条款规定，改组省政府，于7月1日成立了联合省政府，颁了新的施政纲领。

但是，国民党反动派根本没有实施和平、民主的诚意。在全国，他们悍然撕毁《双十协定》，向解放区大举进犯；在新疆，他们同样凶相毕露，撕毁和平条款，进而于1947年2月制造血腥的“二·二五”事件，破坏和平条款，并阴谋杀害三区革命领导人，又擅自改组省联合政府，三区代表被迫退出联合政府，撤回伊宁。之后，国民党反动派又在三区周围不断调集兵力，实行封锁政策，还唆使乌拉斯满匪帮进行武装破坏活动，妄图瓦解和消灭三区革命力量。由于三区各族人民坚持斗争，终于粉碎了敌人的一切阴谋，使三区革命力量一直坚持到1949年9月新疆和平解放。

1949年10月1日，中华人民共和国的成立，从根本上废除了历史上遣留下来的一切民族压迫制度，党的民族政策的光辉普照祖国大地，伊犁、塔城、阿勒泰三区同全疆、全国一样，实现了各族人民的团结，使各族人民进入了平等、团结、互助、友爱、共同发展和共同繁荣的新时代。

1952年中央人民政府关于《民族区域自治实施纲要》发布后，立即得到各族人民的热烈拥护，各地都积极认真地贯彻执行党的这项基本政策。

伊犁、塔城、阿勒泰三个地区，是我国哈萨克族聚居区。据1953年统计，哈萨克族人50.9万多人，其中居住在伊、塔、阿三区的占85%，为三地区总人口的40%。同时，这三个地区不仅在地域上连成一片，而且都是在政治、经济、文化上互有密切联系。以此为基础实行民族区域自治，将更有利于加强各民族的团结合作和促进三区经济、文化事业的发展。因此，中共中央新疆分局和新疆省人民政府报经中央批准，在伊、塔、阿三区建立相当于行署一级的伊犁哈萨克自治州。这是全国惟一辖有专区的自治州。1953年，在新疆省推行民族区域自治筹备委员会的具体指导下，吸收各方面的代表性人物和有关干部，成立了由51人组成的伊犁哈萨克自治州筹备委员会，根据“慎重稳进、积极筹备、逐步推行”的方针，认真进行各项准备工作。经过反复研究和充分协商，制定了分级实现民族区域自治的具体方案。接着，自1953年10月至1954年10月，由下而上先后建立了11个相当于乡级、6个相当于区级、2个相当于县级的民族自治地方。在此基础上，于1954年11月22日在伊宁市隆重召开伊、塔、阿三区各族各界人民代表会议，代行了人民代表大会的职权，经过充分酝酿选举出由37人组成的伊犁哈萨克族自治区人民政府，帕提汗·苏古尔巴也夫为自治区主席。11月27日召开群众大会，宣告伊犁哈萨克族自治区正式成立，下辖伊犁、塔城、阿勒泰三个专区，并受新疆省人民政府委托，代管博尔塔拉蒙古自治区。

1955年根据《中华人民共和国宪法》第二章第四节有关行政区域划分的规定，由新疆省人民政府的命令，同年11月12日，新疆维吾尔自治区人民委员会批示：伊犁哈萨克族自治区改称伊犁哈萨克自治州。

1956年初，经国务院批示，撤销伊犁专区，自治州直接管辖原伊犁专署所辖的9县1市和塔城、阿勒泰专区，并代管博尔塔拉蒙古自治州。

1969年5月，自治区革命委员会批准成立伊犁州革命委员会领导成员时指出：“伊犁州革委会常委只限在伊犁地区，不包括塔城、阿勒泰地区。”从此，伊犁自治州实际上只管辖直属8县1市。

1979年9月2日，中共中央、国务院电示：撤销伊犁地区，原辖8县1市由自治州直接领导；自治州首府从奎屯迁回伊宁市；塔城、阿勒泰地区在行政上由自治州领导，党内主要由自治区党委领导；博尔塔拉蒙古自治州不再由伊犁哈萨克自治州代管，归自治区直接领导。

1984年9月14日，国务院《关于新疆维吾尔自治区恢复伊犁地区的批复》指出：恢复伊犁地区，将原由伊犁州直辖的伊宁市、伊宁县、尼勒克县、新源县、巩留县、特克斯县、昭苏县、霍城县、察布查尔锡伯自治县划归伊犁地区；伊犁州管辖伊犁、塔城、阿勒泰地区和奎屯市。2001年3月，经国务院批准，撤消伊犁地区，原伊犁地区所辖八县一市改归伊犁州直接领导，原辖的塔城、阿勒泰地区和奎屯市维持不变。

同治十年五月三十日（1871.6.30），沙俄侵略军借口“代收代守”为名，进军伊犁，至7月初，完全侵占了伊犁九城。当年，沙俄侵略者派兵将惠远城房屋木料全部拆除，运至宁远城修建住宅。 此后惠远城垣逐年被伊犁河水侵蚀，地下遗存的文物多被伊犁河水淹没，城内建筑物已荡然无存。今尚存北、东面部分城墙和老东门土墙墩，即惠远老城。

光绪八年（1882）清政府收复伊犁后，伊犁将军金顺奏准在惠远旧城北15里处仿照旧城建惠远新城。当年秋，仅将城墙基础整平。翌年，城墙基本完工，但“翁城、垛口、城楼、角楼、炮楼约需银22万两”。城内各项建筑还需银200余万两。因经费拮据，再加士兵闹事、伊犁将军调动频繁等原因，惠远新城（包括城内建筑）城建延至光绪十九年（1893）方告竣工。当年伊犁将军长庚率官兵自绥定城迁移驻扎。

惠远新城南北宽1194米，东西长1298米，周长4984米，城墙高5米，厚6米，面积约1.55平方公里，比惠远旧城面积小1.95km2。

惠远新城设东西南北4个城门，仍冠以旧城门名。环绕城墙外有8米宽，8米深的护城沟，只能通过城门而入。城中心建鼓楼1座，4条大街直通城门。城内建有将军府及副都统、协领、领队等衙署及火药、粮饷两大国库。城内还专门为商人修建40间大店、商铺、饭庄等。一时百货云屯，市肆繁荣。会芳园、天福居两酒楼相继而起，规模宏敞。城外建有东西南北4大营盘，供军队驻扎。

在惠远城修建的寺庙有文庙、崇圣祠、关帝庙、先农坛、城隍庙、龙王庙、财神庙、观音阁、刘猛将军庙、万寿宫、娘娘庙、土地庙、鬼王庙等。

清末以后，惠远城又成为全疆吸引近代工业文明的窗口。电报、电话、电灯、照相、汽车的引进和设置，对全疆的文明进步有极大的影响。民国初期，谢彬在《新疆游记》中称惠远新城为“文酒风流，盛极一时，有小北京之目”。

光绪十年（1884年）新疆建省，省府设在迪化（乌鲁木齐），最高军政长官由伊犁将军改为新疆巡抚。光绪十一年（1885年）清政府认为伊犁、塔尔巴哈台（塔城）远居边要，巡抚不易直接管理，设立了伊塔兵备道，保留伊犁将军，仍驻惠远，管辖伊塔道事务。政治中心转移到迪化（乌鲁木齐），使惠远成为一个地方军政长官的驻地，失去了政治军事中心的地位。