Немногочисленным населением Сахалина были нивхи, а Курильских островов — айны. В ходе Амурской экспедиции в конце 1850-х годов адмирал Невельской впервые прошел по Татарскому проливу и доказал, что Сахалин — остров. С целью закрепления этой территории были основаны многие военные посты, призванные не пускать в прибрежные воды и на берег иностранных  зверобоев. В северной части Сахалина был основан город Александров-Сахалинский, который после упразднения Сибирской каторги стал местом содержания и ссылки преступников. В 1880 году на Сахалине побывал писатель А.П. Чехов, изложивший свои впечатления об увиденном в книге «Остров Сахалин».

После поражения России в русско-японской войне с 1905 года южная часть Сахалина и все Курильские острова были переданы Японии. На северные территории были переселены тысячи японских крестьян, основано губернаторство Карафуто. Японцы построили на острове порты, стали добывать уголь, производить целлюлозу и бумагу, провели железную дорогу, действующую по сей день. 

Остров Сахалин и Курильские острова были освобождены в результате разгрома Японии во Второй мировой войне. Всем географическим объектам на острове присвоены российские названия. О периоде Карафуто напоминают несколько зданий, в том числе Краеведческий музей Южно-Сахалинска.