Προσάρτηση στη Ρωσία
Οι ρωσικές προσπάθειες προσάρτησης τουρκμενικών εδαφών άρχισαν στο δεύτερο μισό του δέκατου ένατου αιώνα. Από όλους τους λαούς της Κεντρικής Ασίας, οι Τουρκμένοι προέβαλαν τη σκληρότερη αντίσταση στη ρωσική επέκταση. Το 1869, η Ρωσική Αυτοκρατορία εγκατέστησε την παρουσία της στο σημερινό Τουρκμενιστάν, δημιουργώντας ένα νέο θαλάσσιο λιμάνι με το όνομα Κρασνοβόντσκ (σημερινό Türkmenbaşy).
Λίγα χρόνια αργότερα, προσάρτησαν το Χανάτο της Χίβα το 1873. Επειδή οι τουρκμενικές φυλές, κυρίως οι Γιομούντ, βρίσκονταν στη στρατιωτική υπηρεσία του χάνου του Χίβαν, οι ρωσικές δυνάμεις εισέβαλαν στο Χοραζμ, καταστρέφοντας πολλούς οικισμούς και σκοτώνοντας εκατοντάδες τουρκμενικές φυλές. Το 1881, οι Ρώσοι υπό τον στρατηγό Μιχαήλ Σκόμπελεφ πολιόρκησαν και κατέλαβαν το Γκέοκ Τεπέ, ένα από τα τελευταία προπύργια των Τουρκμένων. Το Geok Tepe βρίσκεται κοντά στο Ashgabat. Μετά την ήττα των Τουρκμένων, η προσάρτηση του σημερινού Τουρκμενιστάν συνάντησε μόνο ασθενή αντίσταση. Αργότερα το ίδιο έτος, οι Ρώσοι υπέγραψαν συμφωνία με τους Πέρσες. Η συμφωνία αυτή καθιέρωσε τα μόνιμα ρωσοπερσικά σύνορα, τα οποία έγιναν τα σημερινά σύνορα μεταξύ Τουρκμενιστάν και Ιράν. Το 1897 υπογράφηκε συνοριακή συμφωνία μεταξύ των Ρώσων και των Αφγανών.
Μετά την προσάρτηση στη Ρωσία, η περιοχή διοικείται ως Υπερκασπική Περιφέρεια. Η Υπερκασπική Περιφέρεια διοικούνταν από αξιωματούχους που διορίζονταν από τον Κυβερνήτη-Γενικό Διοικητή του Τουρκεστάν στην Τασκένδη. Τη δεκαετία του 1880, κατασκευάστηκε σιδηρόδρομος από το Κρασνοβόντσκ στο Ασγκαμπάτ και αργότερα επεκτάθηκε στην Τασκένδη. Αστικές περιοχές άρχισαν να αναπτύσσονται κατά μήκος του σιδηροδρόμου. Παρόλο που η Υπερκασπία ήταν ουσιαστικά αποικία της Ρωσίας, οι Ρώσοι εξακολουθούσαν να έχουν ανησυχίες, όπως οι βρετανικές αποικιοκρατικές προθέσεις στην περιοχή και με πιθανές εξεγέρσεις των Τουρκμένων.
Δημιουργία SSR
Επειδή οι Τουρκμένιοι γενικά δεν αντιτάχθηκαν στην εισαγωγή της σοβιετικής κυριαρχίας το 1917, ελάχιστες επαναστατικές δραστηριότητες σημειώθηκαν στην περιοχή τα επόμενα χρόνια. Ωστόσο, τα χρόνια αμέσως πριν από την επανάσταση είχαν σημαδευτεί από σποραδικές εξεγέρσεις των Τουρκμενών κατά της ρωσικής κυριαρχίας, με πιο χαρακτηριστική την αντιτσαρική εξέγερση του 1916, η οποία επεκτάθηκε σε ολόκληρο το Τουρκεστάν. Η ένοπλη αντίστασή τους στη σοβιετική κυριαρχία ήταν μέρος της ευρύτερης εξέγερσης των Μπασματσί σε ολόκληρη την Κεντρική Ασία από τη δεκαετία του 1920 έως τις αρχές της δεκαετίας του 1930, η οποία περιελάμβανε τις περισσότερες από τις μελλοντικές δημοκρατίες της ΕΣΣΔ. Παρόλο που οι σοβιετικές πηγές περιγράφουν αυτόν τον αγώνα ως ένα μικρό κεφάλαιο στην ιστορία της δημοκρατίας, είναι σαφές ότι η αντίσταση ήταν σημαντική και είχε ως αποτέλεσμα τον θάνατο μεγάλου αριθμού Τουρκομάνων.
Τον Οκτώβριο του 1924 η Κεντρική Ασία διαιρέθηκε σε διακριτές πολιτικές οντότητες. Η Υπερκασπική Περιοχή και η Τουρκμενική Περιφέρεια της Αυτόνομης Σοβιετικής Σοσιαλιστικής Δημοκρατίας του Τουρκεστάν (Turkestan ASSR) έγιναν η Τουρκμενική Σοβιετική Σοσιαλιστική Δημοκρατία (Turkmen SSR), συστατική δημοκρατία της Σοβιετικής Ένωσης, με ισότιμο καθεστώς με π.χ. τη Ρωσική SFSR. Κατά τη διάρκεια της αναγκαστικής κολεκτιβοποίησης και άλλων ακραίων κοινωνικοοικονομικών αλλαγών των πρώτων δεκαετιών της σοβιετικής κυριαρχίας, ο κτηνοτροφικός νομαδισμός έπαψε να αποτελεί οικονομική εναλλακτική λύση στο Τουρκμενιστάν, και μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1930 η πλειοψηφία των Τουρκμένων είχε γίνει καθιστική. Οι προσπάθειες του σοβιετικού κράτους να υπονομεύσει τον παραδοσιακό τουρκμενικό τρόπο ζωής είχαν ως αποτέλεσμα σημαντικές αλλαγές στις οικογενειακές και πολιτικές σχέσεις, στις θρησκευτικές και πολιτιστικές παραδόσεις και στις πνευματικές εξελίξεις. Χιλιάδες Ρώσοι και άλλοι Σλάβοι, καθώς και άνθρωποι διαφόρων εθνικοτήτων κυρίως από τον Καύκασο, μετανάστευσαν στις αστικές περιοχές της Τουρκμενίας. Η Τουρκμενία εκβιομηχανίστηκε και οι φυσικοί πόροι αξιοποιήθηκαν σε περιορισμένο βαθμό.
Υπό τη σοβιετική κυριαρχία, όλες οι θρησκευτικές πεποιθήσεις καταστέλλονταν από τις κομμουνιστικές αρχές ως δεισιδαιμονίες και "απομεινάρια του παρελθόντος". Η θρησκευτική εκπαίδευση και οι θρησκευτικές εκδηλώσεις απαγορεύτηκαν. Η συντριπτική πλειονότητα των τζαμιών έκλεισε. Ένα επίσημο Μουσουλμανικό Συμβούλιο της Κεντρικής Ασίας με έδρα την Τασκένδη ιδρύθηκε κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου για να επιβλέπει την ισλαμική πίστη στην Κεντρική Ασία. Κατά το μεγαλύτερο μέρος της ύπαρξής του, το Μουσουλμανικό Συμβούλιο λειτούργησε κυρίως ως όργανο προπαγάνδας. Ο αθεϊσμός επηρέασε τη θρησκευτική ανάπτυξη και συνέβαλε στην απομόνωση του τουρκμενικού λαού από τη διεθνή μουσουλμανική κοινότητα. Ορισμένα θρησκευτικά έθιμα, όπως η μουσουλμανική ταφή και η ανδρική περιτομή, συνέχισαν να εφαρμόζονται καθ' όλη τη διάρκεια της σοβιετικής περιόδου, αλλά οι περισσότερες θρησκευτικές πεποιθήσεις, γνώσεις και έθιμα διατηρήθηκαν μόνο στις αγροτικές περιοχές σε "λαϊκή μορφή" ως ένα είδος ανεπίσημου Ισλάμ που δεν εγκρίθηκε από την κρατική Πνευματική Διεύθυνση.
Πριν από την ανεξαρτησία
Από τη δεκαετία του 1930, η Μόσχα κράτησε τη δημοκρατία υπό αυστηρό έλεγχο. Η πολιτική εθνικοτήτων του Κομμουνιστικού Κόμματος της Σοβιετικής Ένωσης (ΚΚΣΕ) οδήγησε στην ανάπτυξη μιας τουρκμενικής πολιτικής ελίτ και προώθησε τον εκρωσισμό. Οι Σλάβοι, τόσο στη Μόσχα όσο και στην Τουρκμενία, επέβλεπαν στενά το εθνικό στελεχιακό δυναμικό των κυβερνητικών αξιωματούχων και των γραφειοκρατών. Σε γενικές γραμμές, οι πολιτικοί των Τουρκμένων υποστήριζαν τις σοβιετικές πολιτικές. Η Μόσχα ξεκίνησε σχεδόν όλη την πολιτική δραστηριότητα στη δημοκρατία. Το Τουρκμενιστάν ήταν μια σε μεγάλο βαθμό ήσυχη σοβιετική δημοκρατία. Το μόνο σημαντικό πολιτικό γεγονός ήταν ένα σκάνδαλο διαφθοράς στα μέσα της δεκαετίας του 1980, το οποίο εκδίωξε τον επί μακρόν Πρώτο Γραμματέα Muhammetnazar Gapurow. Πολλοί Τουρκμένοι ήταν αυτοεξαρτώμενοι, γεγονός που συνέβαλε στη χαμηλή επίδραση των πολιτικών της γκλάσνοστ και της περεστρόικα του Μιχαήλ Γκορμπατσόφ στο Τουρκμενιστάν. Η δημοκρατία βρέθηκε μάλλον απροετοίμαστη για τη διάλυση της Σοβιετικής Ένωσης και την ανεξαρτησία που ακολούθησε το 1991.
Όταν άλλες σοβιετικές δημοκρατίες διεκδίκησαν την κυριαρχία επί των εδαφών τους το 1988 και το 1989, η ηγεσία της Τουρκμενίας άρχισε επίσης να επικρίνει τις οικονομικές και πολιτικές πολιτικές πολιτικές της Μόσχας. Μετά από ομόφωνη ψηφοφορία του Ανώτατου Σοβιέτ του, το Τουρκμενιστάν ανακήρυξε την κυριαρχία του τον Αύγουστο του 1990. Τον Αύγουστο του 1991, μετά την αποτυχημένη απόπειρα πραξικοπήματος κατά της εξουσίας του Γκορμπατσόφ στη Μόσχα, ο κομμουνιστής ηγέτης της Τουρκμενίας και πρώτος πρόεδρος του Τουρκμενιστάν Saparmurat Niyazov κάλεσε σε λαϊκό δημοψήφισμα για την ανεξαρτησία. Το επίσημο αποτέλεσμα του δημοψηφίσματος ήταν 94% υπέρ της ανεξαρτησίας. Το Ανώτατο Σοβιέτ της δημοκρατίας ανακήρυξε την ανεξαρτησία του Τουρκμενιστάν στις 27 Οκτωβρίου 1991. Το Τουρκμενιστάν απέκτησε επίσημη ανεξαρτησία από τη Σοβιετική Ένωση στις 26 Δεκεμβρίου 1991.