Ziemie nad rzeką Amur zamieszkane były w czasach przedhistorycznych przez plemiona Tunguzów. Rosyjska kolonizacja terenów obecnej republiki rozpoczęła się w XVII wieku. Po zajęciu przez wojska rosyjskie region zasiedlany był przez Kozaków, staroobrzędowców, rosyjskich chłopów, a od końca XIX wieku przez Koreańczyków.

W okresie rewolucji bolszewickiej w Rosji ziemie te weszły w skład Republiki Dalekiego Wschodu, która istniała w latach 1920–1922. Później stanowiły część Kraju Chabarowskiego. W 1928 władze radzieckie postanowiły zasiedlić te tereny ludnością żydowską. Był to jeden z planów polityki etnicznej Józefa Stalina, którego celem było przeciwdziałanie szerzącemu się w ZSRR ruchowi syjonistycznemu.

Żydowski Obwód Autonomiczny w składzie Rosyjskiej Federacyjnej Socjalistycznej Republiki Radzieckiej powstał 7 maja 1934. W latach 30. XX wieku wielu Żydów w ZSRR zmuszono do migracji do Birobidżanu. Mimo to Żydzi w Żydowskim Obwodzie Autonomicznym nigdy nie stanowili nawet jednej trzeciej mieszkańców.

Od 1991 Żydowski Obwód Autonomiczny znajduje się w składzie Federacji Rosyjskiej; jako jedyny z pięciu radzieckich obwodów autonomicznych nie awansował do statusu republiki autonomicznej. Utrzymał dawny status i nazwę, pomimo że liczba Żydów jest w nim znikoma.