明末,兀良哈三卫蒙古大部南迁,科尔沁部扩张到兀良哈三卫地区,洮儿河、绰尔河等地区为其控制,自此,锡伯人又处在了科尔沁蒙古人统治之下。
明末,女真人建州部崛起。明万历二十一年(1593年),蒙古人科尔沁部联合锡伯、叶赫、哈达、乌喇、辉发、卦尔察、朱舍里、讷殷8部,以抗击努尔哈赤,结果九部联军败绩,史称“九部之战”。此后,努尔哈赤用安抚手段,对主动归服者赐予“佛满洲”(佛,满语意旧)之称,与满洲人一视同仁。不少锡伯贵族投奔努尔哈赤,即历史上的“锡伯满洲”,其中有的被授以官职,被称为“锡伯世管佐领”。九部之战后,努尔哈赤根据盟旗制度将科尔沁蒙古人分为十旗,锡伯人被编入科尔沁蒙古十旗。康熙三十一年(1692年),科尔沁蒙古将锡伯、卦尔察、达斡尔等14458丁口“进献”给清政府。自此,锡伯人等族被称为“伊彻满洲”(伊彻,满语意新)。
锡伯人重新整编为65个牛录,分别调往齐齐哈尔、乌拉吉林(今吉林市)、伯都纳(今吉林省扶余地区)等地驻防。这是锡伯族在清代史上的第一次南迁。此后,又移防到盛京所属的开原、辽阳、义州、金州、兴京、牛庄、抚顺等地,其中有部分被派往顺天府,部分留驻京师,分配到满蒙八旗当差。
乾隆二十九年(1764年),平息准噶尔之乱后,清政府为了加强伊犁地区防务,从盛京将军所属的盛京、凤凰、辽阳、开原、牛庄、广宁、熊岳、复州、岫岩、金州、盖州、锦州、义州、兴京和抚顺15处强征锡伯官兵1020名,连同眷属4000余名(内有路途上降生350余人,跟随而来405人),分成两个队,分别于同年4月上旬和中旬自沈阳出发,沿北方蒙古高原驿路,战风沙,抗洪水,忍饥挨饿,艰苦跋涉一年多时间,于1765年8月分别抵达伊犁惠远境内。伊犁将军随即将原编10个扎兰(队)缩编为6个旗(牛录)。1766年春,迁移到察布查尔地区,将六个旗扩编为八旗,组建锡伯营,成为“伊犁四营”(索伦营、锡伯营、察哈尔营和额鲁特营)之一。锡伯营是集军事、行政、生产三项功能于一体的组织,在其经历的145年历史进程中,为建设边疆、抵御外侵,作了巨大的贡献。
锡伯族军民迁驻伊犁河南岸后,自耕自食,开始在察布查尔各地修渠引水、开荒种地.其中有3个牛录的军民在伊犁河支流——绰霍尔河两岸安营扎寨,引该河水开垦土地1万亩,解决了锡伯营自身的口粮问题。同时,以清政府借予的马、牛为基础,创办了营办“马厂”和“牛厂”。
18世纪末19世纪初,锡伯族人口逐年增多。时任锡伯营总管的图伯特根据军民的意愿,决定在绰霍尔河南开凿一条引伊犁河水的新渠,以扩大耕地面积。经过6年时间的艰苦劳动,终于在1808年初竣工放水。该渠东西长100余公里,渠深1丈,宽1丈2尺,时称“锡伯渠”或“锡伯新渠”,后称为“察布查尔布哈”(察布查尔渠,锡伯语,意为粮仓渠)。该渠一经凿通,自最东面之镶蓝旗至最西面的镶黄旗各牛录,增加新垦耕地78700多亩,自此,锡伯营军民的生活有了巨大的转机,察布查尔地区荒凉面貌开始改变,锡伯营成为伊犁八旗中最富庶的地区。
索伦营为伊犁四营之一,由达斡尔和鄂温克族组成。嘉庆三年(1798年)和道光十四年(1834年),清政府自锡伯营抽调260青壮年户1279人主要补充到索伦营西四旗。清末,索伦营锡伯族已占多数。在驻守台站、防守卡伦、开发边陲、平内攘外等活动中,锡伯族军民与达斡尔、鄂温克族军民同甘共苦,共同作出了贡献。
1883年清政府在恢复伊犁惠远城满营(时称旧满营)的同时,又设立了新满营,锡伯营当即为新满营输送了3200名壮丁,维护惠远城的社会安定。光绪末叶,八旗军民口粮供应紧张,伊犁将军采纳锡伯营总管色普希贤选派锡伯官兵去巩留(当时称特古斯塔柳)屯田的建议,于1896年在屯垦的基础上开始大规模兴修水利、开垦荒地、兴建村舍和兵营,当时称为“兵屯”。巩留人口逐年增多。辛亥革命后,锡伯族官兵解甲归田,安家落户,现巩留县的锡伯族居民就是其后裔。
1884年,新疆建省,锡伯营八旗建制正式恢复,驻守台站、卡伦、巡边查界,并恢复生产。杨增新取得新疆统治权后,仍然保留清代锡伯营八旗制,直至1938年才最终废除锡伯营旧制。