Во многом положения Санкт-Петербургского договора были схожими со статьями Ливадийского договора. Так, в соответствии со статьей I, «Его Величество Император Всероссийский соглашается на восстановление власти китайского правительства в Илийском крае, временно занятом русскими войсками с 1871 года. Западная часть этого края в пределах, обозначенных в VII статье настоящего договора, остается во владении России».

Статья VII уточняла: «Западная часть Илийского края присоединяется к России для поселения в оной жителей этого края, которые примут российское подданство и, вследствие этого, должны будут покинуть земли, которыми владели там».

В третьей статье договора жителям Илийского края предоставлялось право «выселиться в пределы России и принять российское подданство».

В соответствии с положениями Санкт-Петербургского договора 1881 года цинское правительство обязывалось уплатить российской стороне 9 млн. металлических рублей на покрытие издержек, связанных с занятием русскими войсками Илийского края. Как и в Ливадийском договоре, подтверждались права России на учреждение в ряде китайских городов российских консульств, на беспошлинную торговлю для русских купцов, на сохранение российской собственности в Илийском крае за русскими подданными.

Определенные изменения были внесены в прохождение линии государственной границы между Россией и Китаем, для чего были созданы специальные группы по демаркации границы.

Протокол о сдаче и приеме Илийского края был подписан 10 марта 1882 года. За период между ратификацией договора и подписанием протокола о передаче Илийского края Китаю в пределы Российской империи перешло около 70 тысяч уйгуров, дунган и казахов, принявших добровольно русское подданство. В результате этого Илийский край лишился более половины своего производительного населения, главным образом земледельческой его части, что не замедлило отрицательно сказаться на экономическом развитии края в целом.

А.Н. Куропаткин, бывший в те годы в капитанском звании, оставил свою оценку событиям в Синьцзяне в 60—80-е годы XIX века:

«Население Кульджи оказало русским войскам при занятии Илийского края очень слабое сопротивление и покорилось, получив обещание, что занимаемый русскими край никогда не будет передан китайцам. Несмотря на такое обещание, данное в Кульдже, в Пекине, за 4900 верст от Кульджи, наш посол Влангали обещал китайцам возвратить им Кульджу, когда в отложившихся от Китая областях китайцы восстановят свою власть и безопасность пограничных русских владений будет обеспечена на будущее время. Потом такое решение оправдывалось существовавшею уверенностью, что китайцы никогда до Кульджи не дойдут. Но сами русские и помогли им преодолеть пустыню, отделявшую Хами от Кульджи.

При деятельном содействии полковника Сосновского сибирский купец Каменский поставил в 1876—1880 годах в Гучен, в пункт сбора китайских войск, один миллион пудов пшеницы, вывезя ее из Кульджи. Китайцы охотно заплатили ему за пуд по 5 руб. Всего Каменский брался поставить три миллиона пудов. Пшеница в Кульдже в 1876 году стоила 15 коп. за пуд, а вследствие скупки ее Каменским, в 1877 году, поднялась до 60 коп., что отозвалось на стоимости продовольствия наших войск.

Бывший туркестанский генерал-губернатор Кауфман ясно сознавал невыгодность для России соседства в Туркестане с Китаем и был сторонником присоединения Кульджи к России и поддержания власти Якуб-бека в Кашгарии где этот даровитый хан уже правил 13 лет. Кауфману с основанием представлялось более выгодным для России иметь в соседстве с Туркестаном слабое мусульманское государство-буфер подобно Афганистану, чем сомкнуться в Туркестане с Китаем, располагающим неистощимыми материальными ресурсами.

Посланному генералом Кауфманом с дипломатической миссией к Якуб-беку капитану Куропаткину в 1876 году в целях определения границы между Ферганской областью и Кашгариеи пришлось выслушать в г. Курля от Якуб-бека горькие упреки в двоедушии русских. Якуб-бек с основанием указывал, что не может верить словам русского посланца, когда недалеко от Курля, в Урумчи, в лагере его врагов-китайцев «такой же русский офицер, Сосновский, ставит провиант китайцам, без которого они не могли бы продвинуться вперед».

Но как только китайцы с помощью русских достигли пределов Кульджи и разбили Якуб-бека, тон их по отношению к русскому правительству быстро изменился. Они стали требовать возвращения им Кульджи, а в случае отказа грозили войной. Для ведения переговоров в Петербург прибыл один из самых высших сановников, родственник царствовавшего дома Чунхау. После очень долгих переговоров, в течение которых китайский уполномоченный постоянно сносился со своим правительством, был выработан так называемый Ливадийский трактат, подписанный в октябре 1879 года в Ливадии. По этому договору часть Кульджи с Музартским проходом оставалась в русских руках.

Но затем произошел еще небывалый в истории сношений России с Китаем случай: богдыхан отказался от ратификации этого договора. Дипломатические сношения были прерваны, и обе державы начали готовиться к войне. Русский флот с Лисовским появился у китайских берегов: значительный отряд войск спешно сосредоточивался в Кульдже.

По мнению Ф. Мартенса, достоверные известия доказывают, что национальная партия пекинского двора с Цзо Цзунтаном во главе желала воспользоваться Ливадийским трактатом как поводом, чтобы вызвать общий кризис в сношениях с европейскими державами. Начав кровавую борьбу с Россией, партия эта намеревалась произвести общее избиение иностранцев.

Россия и на этот раз уступила и, по Петербургскому договору 1881 года, отказалась от Кульджи, выговорив обширные льготы по торговле в Застенном Китае и получив небольшое денежное вознаграждение на покрытие убытков русско-подданных, пострадавших от восстания в западных китайских провинциях. Ближайшим последствием Кульджинского договора было выселение из Кульджи в русские пределы 50 тысяч таранчей и дунган, обманутых в своих надеждах стать русско-поддонными, оставаясь в Кульдже. Эти новые поселенцы заняли места, нужные для русской колонизации.

История с Ливадийским трактатом и возвращение Кульджи Китаю уронили престиж России в Азии и придали Китаю еще более веры в слабость России и свою силу».

Судьба оставшегося в Илийском крае местного населения, равно как и судьба некитайского населения Синьцзяна в целом, не могла не заботить российское правительство и после вывода русских войск. Тем более что в этот стратегически важный регион все активнее и активнее проникали подданные Британской империи.

В соответствии с положениями Санкт-Петербургского договора в ряде городов Синьцзяна были учреждены российские консульства, нередкими были и визиты на его территорию чиновников различных рангов. Так, в 1885 году там появился чиновник для особых поручений при Туркестанском генерал-губернаторе поручик Бронислав Громбчевский, а двумя годами позже эту область Китая в связи с подозрениями на эпидемию чумы посетил врач Сибирского военного округа Н.Л. Зеланд.

Их путевые заметки довольно ярко характеризуют жизнь Синьцзяна и характер отношений между китайцами и коренным населением Синьцзяна: «Китайцы не дают себе ни малейшего труда ознакомиться с языком своих подданных сартов (узбеков), и чиновники принципиально считают такое знакомство унижением… Большую долю вины в частых восстаниях и беспорядках несут сами китайцы, которые не стараются вникать в нужды народа и, наоборот, доводят его до недовольства». Причин для последнего было вполне достаточно. Первой из них было крайне тяжелое материальное положение как крестьян, так и жителей городов, материальное положение которых, по мнению Зеланда, находилось если не в упадке, то в глубоком застое.