14 вересня 1809, у період війни Росії проти Туреччини, І. був захоплений військами під командуванням генерала П. Багратіона і за Бухарестським договором 1812 приєднаний до Російської імперії. У 1820-х рр. у ньому з'явилася цивільна адміністрація — магістрат, дума, інші установи. 1830 утворено Ізмаїльське градоначальство. Пожвавилося торговельне судноплавство, почалася забудова міста особняками дворян і купців.
За умовами Паризького трактату 1856, яким завершилася Кримська війна, І. знову перейшов під турецьке управління, що тривало аж до війни 1877–78, коли російське військо взяло його штурмом 13 квітня 1877. Укладений 1878 Берлінський трактат остаточно визначив приналежність І. до Російської імперії.
Від 1-ої пол. 19 ст., залишаючись військовим форпостом, І. виступає осередком міжнародних торговельних зв'язків на перетині річкових і морських шляхів Південно-Східної Європи. Важливим важелем його розвитку став порт, що спеціалізувався головним чином на експорті зерна. У середині 19 ст. звідси щороку вивозили на зарубіжні ринки 330–340 тис. чвертей пшениці. 1898 ізмаїльський експорт, в якому переважало зерно (головно кукурудза), досяг 8 млн. пудів вартістю 2,5 млн. рублів. Водночас імпорт товарів загальною вагою 700 тис. пудів обчислювався 200 тис. руб. В І. проводилися два щорічні ярмарки, що збирали понад 10 тис. осіб, включно з іноземними комерсантами. Найвпливовішою верствою в місті стало купецтво. Після запровадження 1831 гільдійського устрою в Бессарабії І. налічував понад 200 купців усіх трьох гільдій, а в 1838 — вже 285. Найбільша питома вага у товарообігу припадала на торговців-судновласників, операції яких сягали країн Центральної й Південної Європи та Близького Сходу.
У цей період населення І. зростало за рахунок українських і російських поселенців, а також вихідців із турецьких володінь на Балканах — греків, болгар, молдаван, албанців. На початку 20 ст. тут налічувалося 22 тис. жителів, професійні заняття яких були пов'язані переважно з роботою в порту, на суднах, рибних промислах. Від початку 1830-х рр. в І. діяв цех вільних матросів, що обслуговував морські й річкові рейси. У місті виникло власне суднобудування — баркасів, човнів тощо.
У 19 — на початку 20 ст. прикордонне становище І. широко використовували громадсько-політичні рухи в Росії і Україні для зв'язків із зарубіжними центрами визвольної боротьби, транспортування на терени імперії нелегальної літератури. 1869–71 у місті жив і учителював болгарський поет Х. Ботев, який водночас займався конспіративно-революційною діяльністю на доручення патріотичних організацій своєї країни. В І. також працював один із фундаторів професійної музичної культури Румунії, композитор і хоровий диригент, українець за походженням Г. Музическу.
