22 жовтня 1705 р., в результаті тривалих дипломатичних переговорів після російсько-турецької війни 1686 – 1699 рр. і проведення розмежування російських і турецьких володінь, був укладений Межевий трактат, за яким землі, до яких входила територія Знам’янського району, були закріплені за Війском Запорозьким у складі Росії.
У зв’язку з тим, що землі майбутнього Знам’янського району довгий час знаходилися в буферній незаселеній зоні, до початку 18 ст. там не було сталих населених пунктів. Заселення краю почалося вихідцями з Гетьманщини та Правобережної України на початку 18 ст. 14 травня 1709 р., в зв’язку з переходом під час Північної війни гетьмана Івана Мазепи і значної частини українського козацтва на бік шведів, за наказом російського уряду була ліквідована Запорозька Січ.
Після поразки у війні з Туреччиною в 1711 р., за договорами 5 квітня 1712 р. та 13 квітня 1713 р., Росія втратила землі Запорозької Січі, які увійшли до складу Османської імперії. В зв’язку з цим поселення, засновані південніше річки Тясмина козаками і посполитими Миргородського і Полтавського полків, почали занепадати. У 1725 р. ці землі почали самовільно займатися поляками. До 1728 р. поляки захопили майже всі українські поселення, що межували з Чигиринським староством, яким тоді управляв князь Я.С.Яблоновський. У 1732 р. на таких же засадах Росія повернула собі ці землі , а з метою більш скорішого їх заселення київському генерал-губернаторові І.Б.Вейсбаху було доручено оселяти тут збіглих людей з Польщі та інших переселенців. Але під час війни з Туреччиною 1735 – 1739 рр. ця територія була майже зовсім спустошена, а населення переведене на Лівобережну Україну. Бєлградським мирним договором 18 вересня 1739 р., яким закінчилася війна 1735 – 1739 рр., Запорозькі землі були повернуті до складу Росії. Ще до початку тієї війни запорозькі козаки (Олешківська Січ) у березні 1734 р. дістали від російської імператриці дозвіл на відновлення Запорозької Січі. На цій підставі була заснована Нова Січ, територія якої розділялася на паланки (округи). Річка Інгулець була природною межею між Буго-Гардівською та Кодацькою паланками. Таким чином територія Знам’янського району в ті часи була поділена цими двома паланками.
Остаточна втрата Туреччиною Запорозьких земель була затверджена в Константинополі 28 грудня 1739 р. Російсько-турецький кордон на Правобережній Україні визначав укладений на р. Інгулі російськими і турецькими комісарами 4 листопада 1740 р. так званий Інструмент, який відновив кордон, затверджений конвенцією 22 жовтня 1705 р. Розмежування володінь було затверджене Константинопольською конвенцією 26 серпня 1741 р. У 1740 р. була складена мапа, на якій позначені російсько-польський та російсько-турецький кордони і територія, що відійшла до Росії у 1739 р. На цій мапі серед поселень, що існували до 1735 р., значиться містечко Цибулів. Землі Війська Запорозького у першій треті 18 ст. становили в основному майже необжиті степи. Стабільне заселення території Знам’янського району розпочалося після закінчення війни 1735 - 1739 рр. Але ще до війни тут з’явилися розкольницькі слободи. Найпершими поселеннями краю, заснованими розкольниками (попівцями), були села Знам’янка та Плоске. Село Знам’янка, засноване в 1730 р. вихідцями з Великоросії (імовірно з села Знам’янського Орловської губернії), передало свою назву побудованій поряд у 1869 р. залізничній станції, яка розрослася у місто, що згодом стало районним центром. Опосередковано назва села, міста і відповідно району походить від особливо шанованої старообрядцями ікони Знамення Богородиці, на честь якої була посвячена церква, що спричинила найменування рідного села переселенців.
У 1740-х роках на території майбутнього Знам’янськогорайону виникають села, засновані або відновлені козаками Миргородського полку – Цибулів (1741), Диківка (1741), Дмитрівка (1747) та інші. Вже в 1743 р. ці населені пункти були закріплені за Миргородським козацьким полком, а на початку 1745 р. приписані до його Криловської сотні. Трохи пізніше з Криловської сотні виділилася Цибулівська і Цибулів став сотенним містечком.
У 1752 р. за розпорядженням російського уряду (указ 29 грудня 1751 р.) була створена Нова Сербія – військово-поселенська область, яка складалася з двох полків, гусарського (кіннотного) з центром у Новомиргороді та пандурського (піхотного) з центром у Крилові. Кожен новосербський полк складався з 20 рот, які мали укріплені шанцями поселення. На території Знам’янського району, яка повністю входила до складу Нової Сербії, знаходилися такі шанці гусарського полку: Аджамський (Суботиця, 14 рота, тепер – с. Суботці), Цибулівський (Цибулів, 15 рота, тепер - с. Цибулеве), Некрасовський (Некрасове, 16 рота, тепер – с. Мошорине), Дмитрівський (Дмитрівка, 17 рота, тепер – с. Дмитрівка), Горобцівський (Сомбор, 18 рота, тепер – с. Диківка).
У 1764 р. Нова Сербія була скасована, а її територія ввійшла до складу Єлисаветградської провінції утвореної указом 22 березня 1764 р. Новоросійської губернії. Новосербські полки були переформовані і перейменовані: гусарський став Чорним гусарським, пандурський – Жовтим гусарським, кожен складався вже з 16 рот. Єлисаветградська провінція розділялася на округи, створені за ротним принципом поселенських полків, крім того ще існували окремі розкольницькі округи (слободи). Ротні поселення колишніх новосербських полків були перерозподілені. Суботицька, Цибулівська і Мошоринська роти залишилися під своїми номерами (14-та, 15-та і 16-та) у складі Чорного гусарського полку, Диківка стала 10-тою, а Дмитрівка - 11-тою ротами Жовтого гусарського полку. У 1775 – 1776 рр. провінції Новоросійської губернії поділилися на повіти. Єлисаветградська провінція складалася з Єлисаветградського, Крюківського (з 1783 р. – Петриківського) та Катерининського (з 1784 р. – Ольвіопольського) повітів. На території Знам’янського району ротні округи Чорного гусарського полку відійшли до Єлисаветградського повіту, ротні округи Жовтого гусарського полку – до Крюківського повіту. У кінці 1782 р. провінційний поділ Новоросійської губернії було скасовано, а за наказом 30 березня 1783 р. вона об’єдналася з Азовською губернією в одну під назвою Катеринославського намісництва. Остаточно адміністративно-територіальна структура Катеринославського намісництва визначилася указом від 22 січня 1784 р. У зв’зку зі створенням нового повітового центру, м. Олександрії, Петриківський (колишній Крюківський) повіт було перейменовано на Олександрійський.
За указом 27 січня 1795 р. Єлисаветградський повіт увійшов до складу новоствореного Вознесенського намісництва. Частина території Знам’янського району, яка знаходилася в Олександрійському повіті, залишилася у Катеринославському намісництві. Указом 12 грудня 1796 р. всі намісництва були скасовані і територія Знам’янського району ввійшла до створеної тим же указом Новоросійської губернії. Олександрійський повіт був розформований і землі майбутнього Знам’янського району опинилися в укрупненому Єлисаветградському повіті.
Указом 8 жовтня 1802 р. Новоросійська губернія була поділена на три - Миколаївську, Катеринославську і Таврійську. Єлисаветградський повіт ввійшов до складу Миколаївської губернії. 15 травня 1803 р. Миколаївська губернія була перейменована на Херсонську, а губернське правління переведене з Миколаїва в Херсон. 1 січня 1806 р. Єлисаветградський повіт розділився на два – Єлисаветградський і Олександрійський, основна територія Знам’янського району при цьому ввійшла до складу Єлисаветградського повіту, північно-східна частина (села Іванківці, Макариха, Диківка з навколишніми землями ) – до Олександрійського повіту. У 1817 р. в усіх, крім Тираспольського, повітах Херсонської губернії почався процес створення округів військових поселень. Початок йому поклав указ 16 квітня 1817 р. про перетворення Бугського козацького війська на Бугську уланську дивізію. 24 грудня 1817 р. Єлисаветградський, Олександрійський, Ольвіопольський та Херсонський повіти Херсонської губернії були відведені для поселення полків Бугської уланської дивізії. В результаті виникнення Південних військових поселень територія Знам’янського району була розподілена між їх I-м (північно-східна окраїна), III-м (східна частина) та VIII-м (основна частина) округами. Поселення Іванківці опинилося у 2-й волості I-го округу, де був розселений Воєнного Ордена кірасирський полк 3-ї кірасирської дивізії; поселення Диківка – у 2-й волості, поселення Мошорин – у 3-й волості III-го округу, де стояв Малоросійський кірасирський полк тієї ж дивізії; село Кучерівка – у 1-й волості, поселення Цибулів, село Веселий Кут – у 2-й волості, поселення Дмитрівка, Руда, Знам’янка, Суботець – у 3-й волості VIII-го округу, де був розташований 4-й Український уланський (колишній 4-й Український козацький, згодом - Єлисаветградський уланський) полк 3-ї Української уланської дивізії. Поселення Дмитрівка з 1819 р. була центром 3-ї волості та місцем розташування штабу і 1-го та 2-го взводів 3-го ескадрону Елисаветградського уланського полку. В поселенні Рудій (пізніше поглинута м. Знам’янкою) і в поселенні Знам’янці знаходилися відповідно 3-й та 4-й взводи 3-го ескадрону того ж полку. В поселенні Цибулеві дислокувалися 3-й та 4-й взводи 2-го ескадрону Єлисаветградського уланського полку.
Військові частини протягом існування поселень переміщувалися (наприклад, у 1840-х роках в Диківці стояли 1-й та 2-й взводи, а в Мошорині – 3-й та 4-й взводи запасного ескадрону Катеринославського кірасирського полку), але номери округів і волостей в основному не мінялися.
Передача багатьох сіл у військове відомство значно зменшило територію повітів Херсонської губернії і привела до їх перерозподілу в 1828 р. 6 грудня 1828 р. було видано указ, за яким м. Єлисаветград було передано у відомство військових поселень, внаслідок чого він втратив повітовий статус, Єлисаветградський повіт був скасований, а територія, яка не ввійшла до військово-поселенських округів, розподілена між Олександрійським і новоствореним Бобринецьким повітами. За указом 4 червня 1857 р. військові поселення почали ліквідовуватися. У 1865 р. був відновлений Єлисаветградський повіт, але територія Знам’янського району вже повністю відійшла до Олександрійського повіту, де без якихось суттєвих змін і перебувала до розпаду Російської імперії. Після Лютневої революції 1917 р. влада на Україні з 4 (17) березня перейшла до Української Центральної Ради, яка 7 (20) листопада 1917 р. проголосила створення з дев’яти українських губерній Української Народної Республіки у федеральному складі Росії. 6(19) грудня 1917 р. з’їзд рад Херсонської губернії визнав губернію невід’ємною частиною Української Народної Республіки. 22 січня 1918 р. Центральна Рада проголосила повну незалежність Української Народної Республіки. 2 березня 1918 р. уряд Української Народної Республіки прийняв закон про новий територіально-адміністративний поділ держави на 30 земель, ухвалений Центральною Радою 6 березня 1918 р. За цим устроєм, що через політичну нестабільність не був впроваджений, територія Знам’янського районумала відійти до складу землі Низ, центром якої повинен був стати Єлисаветград.