w latach 1643–1646 przebywała tam wyprawa Poriakowa. W 1678 poseł rosyjski w Chinach – Nikołaj Spafaria – opisał Sachalin jako wyspę. Później jednak żeglarze (Jean-François de La Pérouse i w 1805 r. Adam Johann von Krusenstern) sugerowali, że wyspa jest zapewne połączona przesmykiem z lądem. Dopiero ekspedycja G.I. Niewielskiego w 1849 r. przepływając przez Cieśninę Tatarską potwierdziła, że Sachalin jest wyspą.
Na początku XIX w. w południowej części Sachalinu zaczęli osiadać japońscy rybacy. W połowie XIX w. wybrzeża zachodnie zaczęli kolonizować Rosjanie. Według japońsko-rosyjskich układów z 1855 r. wyspa miała być zarządzana wspólnie. Na mocy układu rosyjsko-japońskiego z 1875 r. cały Sachalin stał się własnością Rosji, wchodząc do obwodu nadmorskiego. Od lat 60. XIX w. był miejscem zsyłek i katorgi. W 1890 r. przebywał tam pisarz Anton Czechow, zbierający materiały do książki, opublikowanej później pod tytułem Wyprawa na Sachalin (1895). Za czasów wyprawy Czechowa na Sachalinie przebywało 5905 katorżników. Po 1905 r. katorga na Sachalinie uległa likwidacji.