Освоение казаками районов Семиречья начинается с 1847 года, с этого времени организуется массовое создание казачьих поселений в степи и предгорных районах Джунгарского Алатау. Данные меры предпринимаются для обеспечения безопасности от грабительских набегов и прекращения практики пополнения невольничьих рынков Средней Азии жителями северного и центрального Казахстана. 

Одними из первых поселений казаков в Семиречье стали станицы - Ауягузская (Сергиопольская), основанная в 1847 году и Капальская, основанная в 1848 году. Капальская станица стала важным русским плацдармом в Русско-Кокандской войне, закрепившей Семиречье за Россией. Для этих целей были расквартированы 9-й и 10-й Сибирские казачьи полки.
 
Вскоре население Большой орды приняло русское подданство, что дало возможность казачьим формированиям двинуться вглубь Семиречья. На новой пограничной Заилийской линии сибирские казаки быстро выстроили оборонительные укрепления, и вскоре в 1854 году они образовали укрепление Верное. 
Известный историк Е. Савельев отмечал, что «казаки умели ужиться с кочевниками и даже с некоторыми побрататься и породниться; вероятно, поэтому азиаты относились с большим уважением к казакам».

С 19 по 21 октября 1860 года состоялось Узун-Агачское сражение между русским отрядом усиленным казахскими батырами под командованием генерала Герасима Алексеевича Колпаковского и кокандской армией вблизи укрепления Узун-Агач. Сражение закончилось разгромом кокандской армии и предотвращением её нападения на Верный.

14 июля (25 июля) 1867 года 9-й и 10-й Сибирские казачьи полки выделены в особое Семиреченское казачье войско и переименованы в 1-й и 2-й Семиреченские казачьи полки. Первым атаманом семиреченцев стал генерал-майор Герасим Алексеевич Колпаковский. Поскольку семиреченские казаки ведут своё происхождение от сибирских, то войско сохранило старшинство с 1582 года.

В начале 1869 года все казачьи поселения были разделены на 2 полка Семиреченского казачьего войска. Станицы, расположенные к северу от реки Или, составили 1-й льготный полк: станица Сергипольская составила 1-ю сотню, станица Урджарская 2-ю, станица Лепсинская 3 и 4-ю, станица Копальская с выселками 5 и 6-ю. Станицы Заилийского края составили 2-й льготный полк: станица Алматинская 1 и 2-ю сотня, выселки Мало-Алматинский и Илийский 3-ью, выселок Любовный 4-ю, станица Софийская с выселком Надежденским 5 и 6-ю. В 1871 году 15 мая из охотников станиц Алматинской и Софийской и 39 человек по наряду была сформирована новая 6-я сотня 1-го Семиреченского казачьего полка.

В 1871 году семиречинские казаки отправились в поход на город Кульджу, расположенный в китайской части Туркестана, а в 1873 году семиреченцы участвовали в знаменитом Хивинском походе. 
Войско принимало участие в Кульджинском походе в 1871 году под командованием генерала Колпаковского, в составе 2-х тысячного отряда. Поход в Северо- Западный Китай был вызван необходимостью защитить южные рубежи, подвергавшиеся грабительским набегам, оказать противодействие английской экспансии в Средней Азии и враждебной по отношению к России политике правителей Кашгара. Разгромив в ряде боёв войска китайских феодалов, войска 21 июня без боя заняли Кульджу. Все поставленные цели в ходе похода были достигнуты. В 1873 году войско приняло участие в Хивинском походе, результатом которого стало фактическое завоевание Хивинского ханства (хан признал протекторат России). 
В 1875 и в 1876 годах войско участвовало в Кокандском походе, где также показало себя с лучшей стороны. Результатом этого похода было упразднение ханства и присоединение его территории к России. Командовал походом полковник Скобелев.