辽天显七年即后唐长兴三年（932年），契丹东丹王突欲向后唐进送的《契丹地图》，即辽国舆地图，绘制了黑龙江地区，这是始见于文字记载最早的地图。南宋建炎元年至祥兴二年（1127～1279年），绘成的中国《舆地图》，黑龙江地区北至外兴安岭，东至海，绘有河流、山脉、森林，是始见于表示黑龙江地区较为完整版图的地图。明嘉靖五年（1526年），彩色绢底摹绘的《杨子器跋舆地图》，表示了明朝奴儿干都司所辖黑龙江地区内的河流、居民地和山脉。
　　　　15世纪末，俄罗斯建国后，向东扩张。明崇祯十六年（1643年）沙俄雅库次克当局派遣132人的“远征队”，向中国黑龙江方向窜来。清顺治七年（1650年）春，俄军侵入黑龙江沿岸，测绘了黑龙江上游略图。清康熙二十年六月（1681年7月），俄军侵入精奇里江（今苏联结雅河，黑龙江北岸的最大支流）测绘地图。从清顺治元年（1652年）起，俄军受到中国军队的多次阻击后，于清康熙二十八年七月（1689年9月），中俄签订了《中俄尼布楚条约》，以法律条文形式划定了中俄东段边界。
　　　　清康熙四十八至四十九年（1709～1710年），清廷聘用西方传教士，在黑龙江地区测量经纬度，作为测绘地图的起始数据，并按《中俄尼布楚条约》确定的边界，测绘了约为1∶140万比例尺。黑龙江地区地图，于清康熙五十七年（1718年）统一编制在《皇舆全览图》等地图集之中。这一测绘成果对巩固和维护清初中国东北部疆域具有重要的意义，也是其后清朝编绘黑龙江地区小比例尺地图的基础。
　　　　清乾隆二年六月（1737年7月），沙俄白令“勘察队”在俄军护送下，由尼布楚（今苏联涅尔琴斯克）启程后，偷越国境，深入黑龙江上游到达雅克萨（今额木尔河口对岸），沿途搜集情况，测量地形，绘制地图。清乾隆六年五月（1741年6月），该队又测量乌第河到黑龙江口的海岸。清乾隆五十二年（1787年），沙俄政府下令向远东地区派遣一支规模巨大的“探险队”，“巡视”库页岛，搜集情况，测绘黑龙江口。清道光二十年（1840年），中英鸦片战争爆发，中国进入半殖民地半封建社会后，沙俄加紧了侵占中国领土的准备工作。清咸丰五年（1855年），俄人在黑龙江上、中游多处测定经纬度。清咸丰八年四月（1858年5月），沙俄乘英法联军攻陷大沽，威胁北京之机，用武力强迫清廷代表签订了《中俄瑷珲条约》，霸占了黑龙江以北60多万平方公里的中国领土。紧接着，沙俄又以测绘为先行，武力作后盾，为侵占中国更多的领土作准备。清咸丰八年六月（1858年7月），沙俄西伯利亚总督穆拉维约夫又率俄军100余人，乘船闯入松花江，上溯60多里，测绘两岸地形。清咸丰九年三月（1859年4月），沙俄“勘察队”沿乌苏里江、兴凯湖至绥芬河、图们江口进行勘测，绘制地图。同年夏，穆拉维约夫亲自乘舰将所绘地图送到天津北塘，成为俄使伊格纳切夫在北京进行外交讹诈中的一个重要砝码。清咸丰十年十月（1860年11月），沙俄乘英法联军进攻北京的军事压力，利用穆拉维约夫提供的测绘资料，强逼清廷又签订了《中俄北京条约》，强占了乌苏里江以东40多万平方公里的中国领土。
　　　　清光绪十五年（1889年），清廷为编绘《大清会典图》，通知各省测绘地图。黑龙江将军衙门设立黑龙江舆图局，以测绘《黑龙江舆图》（舆图为古代地图的总称）。以崔祥奎为总测的测绘人员用实测经纬度和计里画方的方法，不畏艰难险阻，历尽千辛万苦，历时9载，耗银4万余两，对黑龙江地区全境进行了悉心测绘。由屠寄总纂成黑龙江地区最早的地图集——《黑龙江舆图》74幅，并撰写了《黑龙江舆图说》一卷，列入全国地图集——《大清会典图》。
　　　　《黑龙江舆图》测绘质量为全国之最，受清廷奖励，堪称黑龙江测绘史上宏篇巨作。但由于当时测绘仪器发展水平的限制，表示地形起伏的方法仍是“笔架式”（山形线），只描绘主要山脉的走向和位置，不能科学地反映整体地貌的变化规律。此时，黑龙江舆图局的成立，标志着黑龙江测绘业及其管理机构正式从其他行业和部门中分化出来，逐步发展成一个专业，独立于社会大分工的各行各业之列。
　　　　清光绪二十六年（1900年），沙俄在参加八国联军进攻中国的同时，又单独出兵侵占了东北。为了军事占领和资源掠夺的需要，清光绪二十七年（1901年），俄军测量团进入黑龙江地区，至清光绪三十二年（1906年），在松嫩平原和牡丹江流域，用平板仪实测1∶8.4万比例尺地形图168幅，约15万平方公里。这是黑龙江地区首次用等高线表示地形起伏的地形图。俄军测图时，把这些地方视同己地，如入无人之境，为所欲为，并迫使黑龙江将军衙门派员“照料画图”，黑龙江测绘已无主权可言。
　　　　20世纪初，东三省开始了近代测绘。从清光绪三十三年（1907年）始，测绘事业主要以军事需要而兴起。当年，在东三省督练处参谋处内设测量科。清宣统元年（1909年）正式成立东三省陆地测量总局，开展军事测绘（指具有军事内容或者为军队作战、训练、军事工程、战略准备等而实施的测绘的总称），进行三角测量、水准测量和1∶2.5万比例尺地形图测绘。中华民国建立后，北洋政府为巩固政权和进行战争服务而统一部署对东北地区进行测绘。东三省驻黑龙江陆军测量分局在黑龙江地区南部布测三、四等三角点1 000余个；用平板仪测绘1∶5万比例尺地形图202幅，约8.3万平方公里；完成1∶10万比例尺调查图，还编绘了1∶20万、1∶30万、1∶100万比例尺地形图，这4种图均覆盖全地区。但由于中华民国建立初期，军阀混战，国家不统一，政令不通行，没有统一的测绘基准，造成地形图质量低劣，地区与地区之间的成图不能拼接。在此期间，黑龙江地区专题地图的编制有较大发展，如1915年黑龙江巡按使公署就编制了航路图、金矿图、清丈图、铁路图等8种专题地图。
　　　　1912～1917年，俄国十月革命前，为了继续侵占黑龙江地区，沙俄不断派出测绘人员，对黑龙江地区进行地形图的续测和修测。
　　　　与此同时，日本帝国主义亦为发动侵略战争开始准备作战地图。1912年日本陆地测量部编制了《东北地图》，满铁调查课编制了《东三省地图》；1917年前后，翻印了上述俄军测量团编制的1∶50万比例尺地形图；1926年，日本南满铁道株式会社编制了《哈尔滨市街图》；1929年7月前，公然对东北地区进行航空摄影。1929年7月～1930年5月，日本参谋本部和关东军组织了有作战、测绘参谋为主体的4次“参谋旅行”，到东北各战略要地实地核查，进行航空像片调绘。于1931年4月完成航测的1∶20万比例尺东北地区作战地图的编绘。
　　　　中国爱国军人为了维护国家安全，对日本盗测分子进行了惩罚。1931年6月26日，东北兴安屯垦军第三团关玉衡部队，在当时黑龙江、吉林、辽宁交界区域，即洮（安）索（伦）铁路沿线军事要塞区，抓获日本参谋本部派遣的现役军事测绘参谋、间谍中村震太郎大尉及其随从骑兵曹长井杉延太郎、白俄人西罗可夫、蒙古向导共4人。中国兴安、洮安方面是禁止外人进出的地区，中村等人偷入，带有“农学士”假护照，携带该地区俄文军用地图、测绘仪器，调查笔记中多记军事各项，采用调查兵要地志，校正军用地图等手段，非法窃取军事情报。间谍罪证，确凿无疑。翌日，关玉衡下令将中村等4人处死。此事件史称“中村事件”。日本利用此事件煽动所谓“满蒙危机”，成为日本发动1931年“九一八”事变的重要借口之一。
　　　　“九一八”事变后，黑龙江地区沦为日本帝国主义的殖民地。1931年9月26日，日本侵略军把原东三省陆地测量局库存的全部地图和测绘资料掠去，用于侵华战争。并从1933年起，有计划地进行了大量的测绘工作。黑龙江地区测绘事业完全操纵在日本侵略者手中。同时，伪满洲国傀儡政权也进行了若干测绘工作。到1945年日本侵略者投降，日本人在黑龙江地区进行了大量的大地测量和地形图测绘工作，编制了覆盖全地区的1∶50万比例尺地形图。日本侵略者在优先满足军事测绘需要的同时，也注重了工程测量，为其掠夺资源服务。
　　　　1945年8月，苏联出兵东北后，苏军总参测绘局利用日本和伪满测绘资料，编制黑龙江地区1∶10万、1∶20万、1∶50万、1∶100万等4种比例尺地形图（1∶50万、1∶100万于1952年完成）；此间，创办于勃利县的东北民主联军总司令部测绘学校也在同期测绘，该校是中国共产党领导下的第一所培养测绘人才，直接为解放战争服务的测绘学校，从开始搜集保管地图发展到进行复制、编绘和印刷。测绘事业在极其困难条件下兴起，并逐步发展壮大，提供了东北解放战争的全部军用地图，为革命军队作战提供了测绘保障，做出了突出的贡献，也为中华人民共和国的测绘事业奠定了基础。
　　　　中华人民共和国成立初期，黑龙江地区测绘基础薄弱。中华人民共和国成立前保留下来的测绘人员不过200人。随着工农业生产建设的发展，农业、煤炭、冶金、交通、林业、水利、城建、地质、石油等部门，在20世纪50年代先后组建测绘队伍，主要从事局部地区的独立控制测量和大比例尺地形图及各种工程建设用图测绘，为本部门经济建设服务。地质、石油、冶金、城市、交通测绘队伍均进行了大规模的资源勘察和规划设计、施工测量。黑龙江地区专业测绘（指产业部门为保证本部门业务需要所进行的具有专业内容的测绘的总称）出现了蓬勃发展的局面。
　　　　从1958年起，黑龙江省的基础测绘（指为国民经济和社会发展以及国家各部门和各项专业测绘提供基础地理信息而实施的测绘的总称。或指国家四等以上大地测量和国家基本比例尺系列的测图与编图及其制印工作）工作，主要由国家测绘总局和总参测绘局共同规划和分工组织实施，采用国际上先进的国家大地控制网（水平控制网和高程控制网的总称）布网技术方案和用航空摄影测量方法测制地形图。1959年3月，国家测绘总局在哈尔滨正式设立哈尔滨分局（后改称国家测绘总局第二分局，简称国测二分局），负责对东北和内蒙古东部地区的基础测绘工作的领导，形成一支政治素质和技术力量以及仪器装备都较好的队伍。自此，东北地区的测绘基地由清末、中华民国前期设在沈阳，沦陷时期设在长春，移至哈尔滨，使黑龙江省境内测绘力量得到了加强。1959年6月，省人民委员会设立了省测绘管理处，作为政府职能部门管理全省测绘行业。通过法规政策、规划设计、组织协调、监督服务等手段，开展了测绘技术管理、资料管理、测量标志管理和地图编制出版管理，以发挥测绘行业的整体经济效益和社会效益。
　　　　1960年前后，国民经济发生严重困难，在中共中央“调整、巩固、充实、提高”方针指引下，1961～1962年，全省测绘单位都进行了调整，压缩编制，下放人员，但均保留了技术骨干。因此，1963年国民经济形势好转后，测绘生产迅速回升，并在1964年广泛开展了狠抓成果质量活动，使测绘成图质量达到了历史上最高水平。
　　　　20世纪60年代，测绘技术进步很快，光学经纬仪完全代替了旧式游标经纬仪，大平板仪代替了小平板仪，航空摄影测量广泛用于基本比例尺地形图测绘。从60年代开始应用电磁波测距、电子计算机和薄膜刻图等新技术、新方法、新工艺，国测二分局还将航测原图编绘与制图清绘一次成图和光学镶嵌法制作像片平面图试验成功，从而加快了全省基础测绘工作的进展。
　　　　1959～1966年，完成了全省天文大地网和精密水准网的布测，并与国家大地控制网联为一体，形成省内大地控制网的全面基础；此外，还使用波茨坦国际重力基准，布测基本重力点1个和一、二等重力点17个。在此期间，完成中华人民共和国成立后黑河、松花江、牡丹江、合江、嫩江地区第一代1∶5万比例尺880幅，约26.4万平方公里；松嫩平原、黑龙江南岸第一代1∶2.5万比例尺1 550幅，约13.3万平方公里。从1964年起，根据农业、水利等部门急需，开始以1∶1万比例尺地形图为主的测图工作，其等高距一般采用1米或2.5米，使微型地貌的表示更为逼真，地形图立体感增强。1965年首先完成三江平原的萝北测区184幅图，近4 000平方公里，并很快取得了经济效益。东北农垦总局勘测设计院曾于1963年采用该地区1∶2.5万比例尺地形图设计了35公里长的干渠，但由于比例尺过小，不能显示地貌的微小坡降，建设后的渠向错位100多米，水不能全部自流，未达到预期效果。该院利用这批1∶1万图重新设计后，工程质量好，进度块，使200万亩耕地基本上排除了洪涝灾害。全省各专业测绘单位以三、四等三角网和三、四等水准网为基础的控制网普遍建立起来，并与国家网联测，还进行了大量的1∶2.5万、1∶1万、1∶5 000大比例尺地形图和1∶2 000、1∶1 000、1∶500等各种工程建设用图的专业测绘。在此期间，编制了覆盖全省的第一代1∶100万图9幅，编制了1∶100万比例尺《黑龙江省地图》挂图和省地图集《黑龙江省分县地图》72幅及18个市、县地图挂图；编制了自然、社会经济地图21种，基本上满足了各方面对地图的需求。
　　　　1966～1976年“文化大革命”期间，黑龙江省测绘事业遭到中华人民共和国成立以来最严重的挫折和损失。1966～1968年，全省测绘系统领导干部普遍受到批判和斗争；一些技术骨干被当成“反动学术权威”遭到批判；规章制度被破坏，生产和管理工作秩序陷入混乱，使许多工作停顿。1969～1970年，国测二分局等多数测绘单位被撤销，人员流散改行。测绘力量元气大伤，全省测绘行业处于低潮。
　　　　1972年后，全省各专业部门的测绘队伍随着经济建设需要而逐步得到恢复。哈尔滨冶金测量学校在停止招生达6年之久后，恢复招生。1974年，以原国测二分局人员为主与省测绘管理处合并成立黑龙省测绘局，迅速组建测绘队伍，由国家测绘总局与省双重领导，承担黑龙江省和全国性测绘任务，行使全省测绘行业管理职能，黑龙江省测绘事业得到恢复和重新发展起来。
　　　　“文化大革命”期间，全省测绘事业虽然遭到严重破坏，仍然取得了一定进展。用雷达航空测量方法完成了小兴安岭、大兴安岭第一代1∶5万比例尺地形图248幅测绘，约7.4万平方公里；为三江平原治理与开发完成了1 269幅1∶1万比例尺测图，为哈尔滨、齐齐哈尔等主要城市完成254幅1∶1万比例尺测图，测量面积共约3.4万平方公里；为大庆油田开发与建设完成1∶5 000比例尺892幅，约5 000余平方公里。为北部引嫩工程、三江平原综合治理规划、大庆至大连、秦皇岛港口输油管道、大庆化肥厂建厂和双鸭山煤矿的集贤矿主井与北风井3 000米长贯通施工等重点工程建设提供了测绘服务。“文化大革命”期间用第一代1∶2.5万比例尺地形图编制了松嫩平原、黑龙江南岸1∶5万比例尺地形图405幅，用第一代实测图编制了覆盖全省的1∶10万图423幅、1∶20万图120幅、1∶50万图23幅等3种地形图；配合全省农村农田基本建设的开展，编制了1∶100万、1∶200万《黑龙江省地图》挂图和30个地、市、县地图挂图；此外，还编制了18种专题地图。
　　　　1976年粉碎江青反革命集团以后，结束了“文化大革命”。特别是1978年中共第十一届三中全会以后，全党工作重点转移到经济建设上来，全面纠正“文化大革命”及其以前“左”的错误，平反冤假错案，黑龙江省测绘事业开始稳步发展，进入改革和提高的新阶段。
　　　　通过管理体制改革，省测绘局加强了全行业的宏观管理，切实履行归口管理测绘业务的政府职能，改变了建局初期抓本系统多、抓行业不足，抓基础测绘多、抓专业测绘不足的状况。增设了测绘管理处，并在地市一级开展了设立测绘管理机构的试点工作。通过经济体制改革，测绘局所属各测绘单位实行经济核算，推行经济承包责任制和干部任期目标责任制，从而调动了职工的生产积极性，提高了经济效益。同时，通过改革，拓宽服务领域，扩大服务项目，使测绘单位由单纯生产性向生产经营性转变，改变单纯依靠上级下达计划任务和全靠“吃”事业费的局面。实行指令性和调节性计划相结合的测绘生产，积极增产创收，以解决事业经费不足的问题。至1985年，黑龙江省测绘已经具有相当的规模和物质技术基础，建立有天文大地测量、航空摄影测量、工程测量、地图编制印刷、教学、科研和测绘管理、成果供应、仪器检定等门类齐全的较为完整的体系。