ב-28 במרץ 1928 החליטה נשיאות הוועד הפועל המרכזי של ברית המועצות להקצות את אזור בירוביג'ן להתיישבות יהודית בלעדית. בהחלטה זו נאמר כי במידה והתוצאות תהיינה חיוביות, ייתכן שתוקם יחידה מנהלית-טריטוריאלית לאומית יהודית, ואכן, בדצמבר 1934 הוקם באזור מחוז יהודי אוטונומי,[1] שנרשם בחוקה (סעיף 22) כ"מחוז יהודי עצמאי".

המניעים להחלטה:

על פי גישתו של סטלין לשאלה הלאומית, קבוצה צריכה טריטוריה כדי להיות לאום. ליהודים אין טריטוריה ולכן הם אינם זכאים לזכויות לאומיות. קומוניסטים יהודים טענו כי הדרך לפתרון הדילמה האידאולוגית היא להקים טריטוריה יהודית. הסובייטים היו מעוניינים לספק ליהודים בית לאומי שלא יהיה בארץ ישראל, שכן הציונות היוותה איום מסוים, וראו בה יריבה למרקסיזם.

סיבה נוספת שבעטיה פיתחו הסובייטים את האזור היא שמירה על הגבול עם סין. באותה תקופה חלקים אלו לא היו מיושבים והגבול היה רגיש. ליהודים, לעומת זאת, היו קהילות במערב ברית המועצות. היו הצעות להקים את האזור היהודי בקרים או באוקראינה, אולם הצעות אלו נדחו בשל חשש מאנטישמיות. היו שטענו כי קרים ואוקראינה התנגדו להקמת האזור בשטחן. אחרים טענו כי סטלין הונע מאנטישמיות ורצה להרחיק את היהודים ממוקדי כוח אפשריים.

בתוכנית ההתיישבות מדובר על הקצאת 25 מיליון דונם לצורך התיישבות של 100,000 משפחות יהודיות.[1] ועדת-סקר מטעם השלטון הסובייטי מצאה כי 80% מאדמת האזור מכוסה יערות; האקלים קר מאוד בחורף (לעיתים עד 50 מעלות מתחת לאפס) וחם מאוד בקיץ, כאשר ההפרש במידות החום במשך יממה מגיע עד 20 מעלות; השטח נמצא באזור "הקרח הנצחי", שבו האדמה קפואה במשך רוב השנה; האזור שופע חרקים, זבובים ויתושים; שטח הקרקע הניתן להתיישבות הוא 10 מיליון דונם בלבד, ולכן גם ניתן ליישב 50,000 משפחות חקלאיות יהודיות בלבד. בתוכנית נקבע כי בשנת 1929 יעלו על הקרקע 1,000 משפחות, ב-1930 2,000 משפחות, ובמשך 8 עד 10 השנים הבאות בין 2,000 ל-3,000 משפחות יהודיות מדי שנה.[1]

אולם בניגוד לתוכנית, בסוף 1932 נמצאו באזור 2,500 יהודים בלבד, ולפי העיתונות הסובייטית, ב-1933 הגיעו לשם עוד 3,200 יהודים, אלא שרק 58 מהם היו חקלאים, בעוד שהיתר היו פקידים ובעלי מלאכה, ושיעור העוזבים הגיע לכ-50%.[1]

נעשו פעולות תעמולה ניכרות כדי לעודד הגירה לאזור. הוכנו פוסטרים, מסמכים הוצנחו באזורים בהם גרו יהודים, נכתבו ספרים ביידיש על האוטופיה הסוציאליסטית. הממשלה אף הפיקה סרט ביידיש בשם "מחפשי האושר" על משפחה שעזבה את ארצות הברית בשל השפל הכלכלי והגיעה לאזור. התעמולה הייתה כה יעילה עד כי כמה אלפי יהודים שאינם סובייטים היגרו לאזור, בכללם גם כמה מאות מארץ ישראל.

האקלים הבעייתי הקשה על ההתיישבות באזור. על המתיישבים היה להקים יישוב יש מאין. למרות זאת הם הצליחו בכך. כאשר האוכלוסייה היהודית במקום גדלה, החלה להתפתח בו תרבות יהודית. יצא עיתון ביידיש בשם בּיראָבּידזשאנער שטערנ (כוכב בירוביג'ן). במטרה לפתח תרבות לאזור היו מגיעים סופרים יהודים כמו שמואל ניסן גודינר ממרכז המדינה. חלק מהיישובים נקראו בשמות עבריים: יצירה, עבודה, משמר ותל חי. רחובות העיר נקראו על שם סופרים יידים כמו שלום עליכם וי.ל. פרץ. הכתיב היידי שונה, בתחילה תוך ביטול האותיות הסופיות (למשל: ביראבידזשאנ) ובהמשך נעשה מאמץ לכתוב יידיש באותיות קיריליות ולא עבריות.

התוכנית קיבלה מהלומה כאשר סטלין החל ברדיפת היהודים באמצע שנות השלושים. מנהיגים יהודים נעצרו והוצאו להורג, בתי ספר ביידיש נסגרו, ארגונים יהודים שטיפלו באוכלוסייה, כמו אוזט-געזערד (ОЗЕТ - חברה לסידור חקלאי של יהודים עמלים בברית המועצות) וקומזט (הרשות להסבת יהודים עמלנים לחקלאות).

בשנת 1936 היו באזור 14,000 תושבים יהודים, מתוכם 2,500 בלבד (17%) התפרנסו מחקלאות. ב-1939 חיו במחוז 108,500 נפשות, מהם רק כ-20,000 יהודים, שרובם עסקו בפקידות ממשלתית.[1] בתקופת מלחמת העולם השנייה פסקה הגירת יהודים למחוז, והיא נתחדשה רק לאחר המלחמה.[1]

לאחר מלחמת העולם השנייה היה ניסיון לחדש את ההתיישבות כפתרון לפליטים, אולם הרעיון לא צלח. באותו זמן מספר היהודים הגיע לשיא של כשליש מהאוכלוסייה המקומית. הקמת מדינת ישראל, משפט הרופאים וגל הרדיפות השני של סטלין סתמו את הגולל על התוכנית. במהלך גל הרדיפות השני שוב נעצרו מנהיגים יהודים ואוסף היודאיקה שהיה בספרייה המקומית נשרף. בשנים שלאחר מכן רעיון האזור היהודי נשכח.

כמה משכילים כגון לואיס רפפורט, יונתן ברנט וולדימיר נאומוב טענו כי סטלין תכנן לרכז את כל היהודים באזור. סטלין ביצע פעולות הגליה דומות למיעוטים לאומיים אחרים כגון הטטארים בקרים והגרמנים בוולגה. משפט הרופאים היה השלב הראשון בתוכנית. התוכנית נקטעה על ידי מותו של סטלין ב-5 במרץ 1953.

עם נפילת ברית המועצות והנהגת מדיניות הגירה ליברלית עזבו מרבית יהודי האזור לגרמניה ולישראל. ב-1991 האזור קיבל מעמד של רפובליקה אוטונומית אולם עד אז רוב היהודים עזבו, ואלו שנותרו היוו כשני אחוזים מהאוכלוסייה. ב-2006 הייתה תחנת רדיו פעילה ביידיש.

נכון ל-2012 נטען בעיתון ה"ביראבידזשאנר שטרן" שבמחוז נותר רק בית ספר בודד שמלמד ביידיש, מתוך 14 בתי ספר שקיימים במחוז.[2]