22 декабря 1800 года после почти годичного раздумья, Павел I, выполняя просьбу умирающего Георгия XII, подписывает Манифест о присоединении Грузии (Картли-Кахетии) к России, обнародованный 18 января 1801 года. Смерть царя Георгия XII и переход власти к Давиду XII в декабре 1800 года обострил обстановку в стране. Царица Дареджан (вдова Ираклия II) и её сыновья категорически отказались признать власть царевича Давида XII, а также присоединение Грузии к России.

Российские чиновники ещё 24 марта 1801 г. отстранили Давида XII, объявленного ими же после смерти Георгия XII «наследником и правителем» грузинского престола. Вместо него «управляющим Грузией» был назначен находившийся здесь командующий русской армией генерал И.П. Лазарев. Созданное под его руководством временное правление просуществовало один год.

11 сентября 1801 г. новый российский император Александр I издал манифест утвердил манифест «К грузинскому народу» и утвердил «Постановление внутреннего в Грузии управления», согласно которым главнейшей задачей нового правления являлось упрочение позиций самодержавной России в Грузии, присоединение других политических единиц Закавказья, освоение природных богатств Картли-Кахети, сбор налогов, соблюдение правопорядка.

В ноябре 1800 года царевич Александр и Омар-хан с аварским войском вторглись в Кахетию, но потерпели поражение от объединённых сил русско-грузинской армии в битве на реке Иори. Правитель Аварии Омар-хан был ранен в сражении и бежал в дагестанские горы, а царевич Александр с последователями отступил к Халил-хану в Карабах, а затем в Дагестан. Получив информацию о разгроме своих союзников, персидский шах Фатх Али не стал приступать к запланированному вторжению в Грузию и остановил свою армию в Тебризе. Русские власти объявили царевича Александра изменником. Позднее царевич Александр Багратиони пытался организовать антирусские восстания в различных провинциях Грузии. Однако Александр не пользовался поддержкой знати и большинства населения, командуя отрядами дагестанских наемников.

8 мая 1802 г. в Тбилиси в торжественной обстановке было открыто новое правление — «Верховное правительство Грузии», во главе с «главнокомандующим Грузией» или «главноуправляющим». Его помощником, в основном по гражданским делам, назначался «управляющий Грузией», который ведал также главнейшим из четырёх управлений (экспедиций) — исполнительным управлением. Начальниками и трех остальных управлений назначались русские чиновники, которые общались с местным населением, не владеющим русским языком, через советников из представителей грузинского дворянства. Последние назначались, также судьями в уездах, где начальниками были русские офицеры, именуемые «капитан-исправниками». Старые приставства (самоураво) постепенно уступали место новым уездно-административным единицам. Всю Картли-Кахети разделили на пять уездов: Горийский, Лорийский, Душетский, Телавский и Сигнахский. В каждом уезде имелись свои полиция, суд и прокуратура. Хозяйственными делами уезда ведал казначей. Управление городами было возложено на русских комендантов, помощники которых назначались из представителей грузинского дворянства.

Новое правление с самого начала заручилось поддержкой местного дворянства. Однако в первое время часть грузинских феодалов не могла примириться с новой властью, которая, опираясь на организованную силу регулярной армии и не желая терпеть традиционное самоуправство феодальной знати, в корне подрывала саму систему феодальных княжеств, подготавливая тем самым прочную основу для полной ликвидации их независимости.

Для упрочения нового правления в Грузии было решено придать ему «национальную» окраску. С этой целью император вместо Лазарева главнокомандующим Грузией назначил родственника царицы Мариам, супруги Геортия XII, представителя московской грузинской колонии Павла Цицианова (Цицишвили).

Облеченный императором неограниченными полномочиями генерал П. Цицианов прибыл в Тбилиси 1 февраля 1803 г. и за короткое время сумел не только укрепить новое правление в Картли-Кахети, но ввести аналогичное правление и в других частях Закавказья, после их присоединения.

Упрочению нового правления, по мнению П. Цицианова и самого императора Александра I, препятствовало пребывание на родине многочисленных грузинских царевичей. Поэтому Александр I направил царицам Дареджан и Мариам письма с приглашением переехать в Петербург. Однако члены картли-кахетинского царского дома не согласились покинуть родину и обосноваться в Петербурге. Тогда П. Цицианов решил применить силу. Повод быстро нашёлся. В апреле 1803 г. генерал Лазарев, во главе вооруженного отряда, ворвался во дворец царицы Мариам с целью её ареста и высылки. Оскорбленная царица убила генерала кинжалом, за что и была сослана в Белгород. До 1805 г. в Россию были также высланы все грузинские царевичи, большинство которых обосновалось в Петербурге, существуя на назначенную императором пенсию, занимаясь лишь научно-литературной деятельностью.

Сам П. Цицианов не жалел пенсий, подарков, российских чиновничьих званий для оставшихся на родине бывших служителей царей Ираклия и Георгия. П. Цицианов создал первое дворянское собрание, первым предводителем которого по его же настоянию стал Гарсеван Чавчавадзе. Вместе с тем П. Цицианов постепенно упразднил старую систему моуравов, хотя она окончательно исчезла в Восточной Грузии в 20-х, а в Западной Грузии — в 40-х гг. П. Цицианов способствовал восстановлению грузинских культурных учреждений, строительству дорог, налаживанию почтовой связи и т. д.

В 1805 году сорокатысячная армия иранского наследного принца Аббас-Мирзы, двинувшаяся на Тбилиси, была остановлена 24 июня на реке Аскерани русским отрядом. 28 июля при Загаме Аббас-Мирза потерпел сокрушительное поражение и персидская армия в беспорядке покинула пределы Грузии.

В 1810 году было сломлено сопротивление имеретинского правителя Соломона II, и Имеретия была включена в состав России. Между 1803 и 1878 годами в результате русско-турецких войн оставшиеся грузинские территории также были присоединены к России.

XIX век характеризовался массовыми крестьянскими выступлениями против грузинской аристократии и национально-освободительными устремлениями среди грузинского дворянства и интеллигенции.

60—90-е годы XIX века — строительство Закавказской железной дороги (Поти — Тбилиси, Батуми — Тбилиси — Баку). В 1900 Закавказская железнодорожная магистраль включена в общероссийскую железнодорожную сеть. Развивается промышленность (текстильная, металлообрабатывающая, кожевенная, коньячно-водочная, табачная, горнорудная — добыча каменного угля, марганца). В 90-е годы Грузия давала около 50 % мирового экспорта марганца.

Одновременно усиливалось национально-освободительное движение, во главе которого стояли видные писатели, общественные деятели, получившие образование в России и приобщившиеся к идеям народных демократов Белинского, Герцена, Добролюбова, Чернышевского.

Во время революции 1905—1907 годов в Грузии не удалось организовать вооруженного восстания, вооружённые выступления, имевшие локальный характер, заканчивались поражением.