В XVI веке Русское государство перешло в фазу активного расширения. На севере Дикого поля был возведён Белгород (1596), вокруг которого образовалась Белгородская черта с такими крепостями как Ахтырка (1654), Острогожск (1652). В 1658 году в Белгородскую черту вошли Сумы. К югу от черты в направлении Крымского ханства (которое включало территории северного Приазовья) начала формироваться Слобожанщина, поскольку московское правительство обещало поселенцам льготы. Значительную часть поселенцев составляли казачье население Речи Посполитой, бежавшее от преследований[6][12]. Основную массу этих переселенцев составляли казаки, крестьяне, духовенство, которые убегали от польской шляхты. Весьма небольшая часть населённых пунктов (на западе нынешней Сумской области) была основана должностными лицами Речи Посполитой (Ахтырка, Олешня) — до мирной передачи их Русскому государству по Поляновскому миру в 1635—1648 годах.
В 1638 году, например, в Чугуеве поселились 800 участников восстания Острянина и Гуни (убив Острянина, они ушли обратно в Речь Посполитую в 1641 году). Массовый исход днепровских казаков на Слобожанщину начался в период восстания против Польши, поднятого Богданом Хмельницким в 1648 году. В 1651 году казаки из Корсуня основали Краснокутск.
Для Русского царства Слобожанщина была продолжением Засечной черты как охрана южных границ царства от крымских и ногайских татар, именно поэтому царское правительство освобождало поселенцев от уплаты налогов, разрешало винокурение (на основной территории России был водочный откуп) и позволяло свободно заниматься доходными промыслами (например, соледобычей). Переселенцы безвозмездно владели определённым количеством свободной земли (право заимки), за ними сохранялись казацкие привилегии и самоуправление.
Вместе с заселением здесь активно строятся храмы, возникает множество монастырей — Святогорский, Дивногорский, Холковский монастырь, Шатрищегорский, Ахтырский, Троицкий, Краснокутский, Казацкий, Змиевской, Куряжский, Хо́рошевский, Николаевский, Острогожкий женский и другие. При содействии братства развивается образование. В 1732 году в четырёх полках Слобожанщины действовали 124 школы.
В Харьковском коллегиуме училось около 500 учеников. На Слобожанщине жил философ Григорий Сковорода.
Основанные в XVII веке как крепости Харьков, Сумы, Суджа, Ахтырка, Острогожск превратились в XVIII веке в торгово-ремесленные центры. Здесь возникли Ахтырская табачная, Глушковская суконная и другие мануфактуры. В Харькове и Сумах действовали большие ярмарки.
В 1731—1733 годах для защиты границ Российской империи от татарских набегов усилиями левобережных и слободских полков и крестьян была построена система укреплений — Украинская линия.
