תחת הנהגתו של הנשיא מוחמד איוב חאן, פקיסטן ביקשה לשפר את היחסים עם ברית המועצות, בין 1966 ל-1971 גברה התפתחות קשרי המסחר והתרבות בין המדינות. עם זאת, הביקורת הסובייטית על מעשיה של פקיסטן במהלך המלחמה השלישית עם הודו החלישה את התפתחות היחסים הדו-צדדיים, ומכירות הנשק הסובייטיות לאחר מכן בהודו בשווי מיליארדי דולרים בתנאים נוחים החמירו עוד יותר.
זולפיקר עלי בהוטו ערך ביקור ממלכתי במוסקבה בשנת 1974. לאחר ביקור זה, היחסים בין ברית המועצות לפקיסטן הפכו לחמים וידידותיים לראשונה מזה שנים רבות. בהוטו קיים שיחות על הקמת מפעלי פלדה, וברית המועצות השקיעה מיליארדי דולרים לפיתוח ייצור מתכות בפקיסטן. זולפיקאר הגיע גם להסכם בנושא פיתוח משותף של שדות נפט בפקיסטן. לאחר מותו של בהוטו עלה לשלטון בפקיסטן הגנרל מוחמד זיא אל-חאק, שהתנגד אידאולוגית לברית המועצות.
בשנות ה-80 גברה המתיחות בין ברית המועצות לפקיסטן, בגלל תפקיד המפתח של האחרונים בתמיכה פוליטית וחומרית במוג'אהדין במהלך הכיבוש הסובייטי של אפגניסטן. הנסיגה של הכוחות הסובייטים מאפגניסטן והתמוטטות ברית המועצות, הביאה לשיפור משמעותי ביחסים הדו-צדדיים.
היחסים לאחר קריסת ברית המועצות
ולדימיר פוטין ופרבז מושארף ב-2002.ולדימיר פוטין עם ראש ממשלת פקיסטן, נוואז שריף בשנת 2015
ההחלטה של פקיסטן להצטרף למאבק הבינלאומי בטרור הביאה לשיפור משמעותי ביחסים. רוסיה הבטיחה לתמוך בפקיסטן במלחמתה עם הטליבאן. בשנת 2007 ערך ראש ממשלת רוסיהמיכאיל פרדקוב ביקור רשמי בפקיסטן. הוא היה ראש הממשלה הרוסי הראשון שביקר בפקיסטן מזה 38 שנה. פרדקוב נפגש עם הנשיא פרבז מושארף וראש הממשלה שוקט עזיז. המוקד העיקרי של הביקור היה שיפור היחסים הדו-צדדיים, בדגש מיוחד על חיזוק שיתוף הפעולה הכלכלי בין המדינות. במהלך נשיאותם של אסיף עלי זרדארי וראש הממשלה יוסוף רזא גילאני, היחסים בין פקיסטן לרוסיה השתפרו משמעותית. עם זאת, בשנת 2010 אמר ראש ממשלת רוסיה ולדימיר פוטין, כי רוסיה נגד התפתחות קשרים אסטרטגיים וצבאיים עם פקיסטן בגלל יחסי ידידות עם הודו.
בשנת 2011 תמכה רוסיה בבקשה לפקיסטן לחברות ב-SCO. ולדימיר פוטין הצהיר בפומבי כי פקיסטן היא שותפה חשובה מאוד של רוסיה בדרום אסיה והעולם המוסלמי.
