W latach 1807–1915 Białystok znajdował się w granicach zaboru rosyjskiego i Imperium Rosyjskiego. Do 1842 roku miasto było stolicą obwodu białostockiego, następnie przyłączono je do guberni grodzieńskiej i było największym miastem guberni, mimo że siedziba guberni znajdowała się w Grodnie. Po powstaniu listopadowym w pobliżu miasta ustalono granicę celną między Kongresówką a Rosją, co wywołało gwałtowną falę migracji ekonomicznej łódzkich fabrykantów. Przyczyniło się to do dynamicznego rozwoju prowincjonalnego wówczas miasteczka. W tym okresie rozrastający się Białystok zyskał miano Manchesteru Północy. W 1862 roku przez Białystok przeprowadzono Kolej Warszawsko-Petersburską, która także przyczyniła się do rozwoju gospodarczego miasta. W 1892 roku uruchomiono w mieście system wodociągów. thumb|Żydzi zamordowani podczas pogromu w Białymstoku w 1906 roku
Na początku XX w. Białystok był centrum polskiego ruchu anarchistycznego.
Na przełomie lipiec/sierpień 1905 roku w mieście miał miejsce pogrom antyżydowski.
W dniach 14–16 czerwca 1906 roku w Białymstoku doszło do pogromu ludności żydowskiej, podczas którego zamordowano 88 osób.