В начале XVIII века интересы Российской империи в Балтийском регионе столкнулись с интересами Швеции. Северная война (1700—1721) завершилась капитуляцией Швеции и присоединением в 1710 году Эстляндии и Лифляндии к Российской империи, что было официально закреплено Ништадтским мирным договором 1721 года.

На территории современной Северной Эстонии была образована Ревельская губерния (с 1783 — Эстляндская), а современная Южная Эстония вместе с современной Северной Латвией образовали Лифляндскую губернию. После присоединения эстляндских земель к Российской империи Пётр I восстановил права немецкой аристократии, утерянные ею при шведском правлении.

За время Северной войны и эпидемии чумы 1710—1711 годов население Эстляндии уменьшилось до 150 000—170 000 человек[нет в источнике][13], но вскоре начало стремительно расти и к 1765 году достигло 400 000 человек.

В 1739 году на эстонском языке была впервые издана Библия. К концу XVIII века более половины эстонского населения губернии умело читать.

Появление новой российской столицы Санкт-Петербург сильно снизило торговое значение таких городов, как Ревель (Таллин) и Нарва.

К 1790 население Эстляндской губернии насчитывало около 500 000 человек. Выросло и городское население (1782): Ревель (Таллин) — 10.700, Дерпт (Тарту) — 3400, Нарва — 3000, Пернов (Пярну) — 2000. В первой половине XIX века немцы составляли 40—50 % горожан, и только 20—40 % являлись эстонцами.

В 1802 году заново открылся основанный в 1632 году Дерптский университет, двери которого были закрыты во время Северной войны. В том же году была проведена реформа, смягчающая крепостное право, обеспечивающая имущественные права крестьян на движимое имущество, и создавшая суды для решения крестьянских вопросов. Упразднение крепостного права в 1816 стало важным шагом на пути освобождения эстонских крестьян от немецкой зависимости, однако прошло ещё несколько десятилетий, прежде чем они получили право приобретать землю в собственность.

В 1821 году начинает выходить «Крестьянский Еженедельник» (эст. Marahwa Näddala-Leht ) под редакцией Отто Масинга. В 1838 году в Дерпте (Тарту) основывается «Общество учёных Эстонии», участниками которого были такие учёные как Фридрих Роберт Фельман и Фридрих Рейнхольд Крейцвальд. В 1843 году пастор Эдуард Ааренс (1803—1863) публикует грамматику эстонского языка, которая заменяет германо-латинскую модель, использовавшуюся до этого.

В 1840-х годах не менее 64000 крестьян приняли православие. Однако в следующие два десятилетия было подано свыше 35000 ходатайств о возврате в лютеранскую церковь.

Аграрный закон 1849 года разделил земли поместий и разрешил продавать и сдавать землю в аренду крестьянам. В 1863 году крестьяне получили удостоверяющие личность документы, и право на свободу передвижения. К концу XIX века более 80 % крестьян в населённых эстонцами северных уездах Лифляндской губернии (юг и центр современной Эстонии) и свыше 50 % в Эстляндской губернии (север современной Эстонии) являлись владельцами или арендаторами земли, что положительно сказалось на экономике страны.