XVI əsrin əvvəllərindən yaranmış Qazax-Şəmşəddil sultanlığının ərazisi Səfəvilər dövründə Gəncə bəylərbəyliyinin tabeliyində idi. Səfəvilər sülaləsinə son qoymuş Nadir xan 1736-cı ilin fevralında Muğanda bütün iran feodallarının iştirak etdiyi qurultayda özünü şah elan edir. Bu zaman Gəncə hakimi Ziyadoğlu nəslindən olan bəylərbəyi Nadirin şah elan olunmasına etiraz bildirir. Bu etirazdan bərk hiddətlənən Nadir taxtda əyləşəndən sonra, Gəncə xanının nüfuzunu zəiflətmək üçün öz mürtəce fərmanı ilə Qazax, Şəmşəddil və borçalı mahallarını Kartli Çarının ixtiyarına verir.
1752-ci ildə Şəmkir yaxınlığında Kartli çarı II İrakliyə qalib gələn Şəki xanı Çələbi, Qazax sultanlığını bir müddət öz xanlığına tabe etməyə müvəffəq olmuşdur. Lakin 1768-ci ildə Qazax sultanlığı yenidən II İraklinin tebeliyinə keçir.
İran və Türkiyə tərəfindən daim təhlükə gözləyən Gürcü çarı II İrakli 1783-cü ildə öz ölkəsinin Rusiya təbəəliyini qəbul etməsi haqda Rusiya dövləti ilə müqavilə imzalayır. Bu müqaviləyə əsasən Qazax və Borçalı vilayətləri də Gürcüstanla birlikdə Rusiya dövlətinin himayəsinə keçmiş olur. Beləliklə 1801-ci ildə şərqi Gürcüstan Rusiyaya birləşdirilərkən Qazax Sultanlığı da onunla birlikdə Rusiyanın tərkibinə qatılır.
Çar Rusiyanın 1846-cı ildə Zaqavkaziyada keçirdiyi inzibati ərazi bölgüsünə görə Qazax yeni yaradılmış Tiflis quberniyasının tərkibində qalmaqda idi. 1868-ci ildə inzibati ərazi sistemində yenidən dəyişiklik edildi. Bu zaman Qazax, Tiflis quberniyasından alınaraq, Bakı, Tiflis və İrəvan quberniyasının hesabına yeni yaradılmış Yelizovetpol quberniyasının tərkibinə verilir. Bir neçə ildən sonra Yelizovetpol quberniyasının tərkibində Qazax qəzası yaradılır.
Bu qəzaya daxil idilər: Qazax, Çəmbərək (Krasnoselsk), Dilican, Qaraqoyunlu dərəsi, Tovuz, Ağstafa, Şəmşəddin (Berd), Karvansara, (İcevan) və Noyabryanın bir qism kəndləri. 1911-ci ilin statistik məlumatına görə Qazax qəzasının əhalisi 129,88 min nəfər, ərazisi və 5908 km2-imiş.
1930-cu ilədək Yelizovetpol quberniyasının tərkibində qəza olan Qazax bölgəsi, həmin il avqustun 8-dən etibarən müstəqil inzibati ərazi vahidi kimi rayon statusu almışdır.