Императрица Екатерина II ликвидирует Гетманщину в 1764 году, а в 1775 уничтожает Запорожскую Сечь. После разделов Польши в 1772−1795 годах Галиция переходит во владение австрийских Габсбургов, а остальная часть Правобережной Украины — во владение Российской империи. В результате русско-турецкой войны 1768−1774 годов Крымское ханство было признано независимым от всякой посторонней власти, а в 1783 его земли были включены в состав России. На присоединённых к Российской империи степных землях Новороссии и Тавриды, на месте татарских поселений основываются русские, в том числе такие ныне крупные города как Запорожье (1770), Днепропетровск (1776), Херсон и Мариуполь (1778), Севастополь (1783), Симферополь и Мелитополь (1784), Николаев (1789), Одесса (1794), Луганск (основание Луганского завода — 1795). До конца XVIII — начала XIX века, Украина была преимущественно аграрным краем, а с середины XIX нынешние восточные регионы Украины, а затем и Киевщина начинают развиваться как промышленные.
Большую роль в индустриализации Украины сыграл европейский капитал, в том числе — знаменитый французский «русский займ» в миллиард франков. В налаживании производства на юге Украины товарного зерна, массово экспортировавшегося через черноморские порты, большую роль сыграли не только украинские селяне, но и немецкие колонисты, число которых на Украине составляло около полумиллиона. К началу ХХ века регион Карпат — второй в мире по значению, после Баку, район добычи нефти.
Исторически важную роль в просвещении на Украине, как и в государствах Европы, занимали академии. На рубеже XVI и XVII веков ведущим интеллектуальным центром Украины была Острожская академия, закрытая впоследствии польскими властями. В течение XVII−XVIII веков крупным просветительским и научным центром восточно-славянских народов была Киево-Могилянская академия — первое в Восточной Европе православное высшее учебное заведение и крупнейшее в Российской империи начала XVIII века, число студентов в котором достигало 1200. Выпускниками академии были основаны первые вузы империи. Языками преподавания в Киево-Могилянская академии были русский и латынь. В начале XIX века эта академия, в которой власти усмотрели «мазепинский дух», была преобразована в семинарию.
Первым светским университетом на Украине был Харьковский университет, открытый 1805 году благодаря трудам и стараниям «украинского Ломоносова» Каразина. Затем, были открыты Киевский университет в 1834 году и Одесский университет в 1865 году. Несмотря на русский язык преподавания, они дали толчок зарождению украинского национального движения, вначале культурного, а с 1840-х годов и политического (Кирилло-Мефодиевское братство). Важное значение для национального пробуждения имело творчество Тараса Шевченко. С конца XIX века создаются украинские политические партии, часть которых выдвигает требование автономии Украины.
В годы Первой мировой войны австро-венгерские власти на территории Галиции и Подкарпатья подвергают репрессиям русинов, как тогда называли себя в большинстве своем жители Галиции. Свыше двадцати тысяч русофилов русинов русского движения в Прикарпатской Руси были заключены в австрийский концентрационный лагерь в местечке Талергоф (Штирия) и в крепость Терезин (Чехия). Эти репрессии и поддержка австро-венгерскими властями украинофильской ориентации привели к её решительному преобладанию в среде русин Галиции. В свою очередь, военная русская администрация в Галиции подвергла репрессиям деятелей украинского движения, что значительно ослабило там русофильские настроения. Февральская революция 1917 года в России, в которой приняли активное движение украинцы, послужила причиной легализации движения за автономию Украины также и в России. Весной в Петрограде прошли массовые украинские демонстрации, участники которых исчислялись десятками тысяч.