Posle Karlovačkog (1699) i Požarevačkog mira (1718), celokupna teritorija današnje Vojvodine dolazi pod austrijsku (habsburšku) vlast. Granicom iz 1699. godine, habzburzima je pripala Bačka i severozapadni deo Srema, dok su Banat i jugoistočni Srem ostali pod otomanskom upravom do 1718. godine, kada i oni dolaze pod austrijsku upravu. Veći deo Srema i delovi Bačke uključeni su tada u vojnu granicu (uključujući slavonsku, podunavsku i potisku sekciju vojne granice), a drugi delovi su došli pod civilnu (županijsku) vlast u okviru habsburške Ugarske. Za razliku od teritorija pod civilnom upravom, vojnom granicom upravljalo se direktno iz Beča.
Banat (poznat u ovo doba kao Tamiški Banat) je bio zasebna austrijska pokrajina između 1718. i 1778. godine. Pokrajina je bila pod vojnom upravom do 1751. godine, kada je u severnim delovima Tamiškog Banata uspostavljena civilna administracija, dok se južni delovi izdvajaju iz pokrajine i priključuju vojnoj granici (Banatska vojna granica). Posle ukidanja ove pokrajine severni delovi Banata postaju deo habsburške Ugarske, dok južni delovi ostaju u sastavu vojne granice do njenog ukidanja 1873. godine. Od 1744. godine, severni delovi Srema dolaze pod civilnu upravu i postaju deo habsburške pokrajine poznate kao Kraljevina Slavonija, u kojoj je po podacima iz 1790. godine živelo 46,8% Srba, 45,7% Hrvata, 6,8% Mađara i 0,7% Nemaca. Jugoistočni delovi Srema ostaju u sastavu vojne granice do 1882. godine. Veći deo vojne granice u Bačkoj ukida se i stavlja pod civilnu upravu 1750. godine, a u sastavu vojne granice ostaje jedino jugoistočni deo Bačke, poznat kao Šajkaška. Da bi umanjile nezadovoljstvo Srba zbog ukidanja Tamiškog Banata i dela vojne granice, austrijske vlasti formiraju u bačkom i banatskom potisju dva autonomna distrikta kao oblike lokalne srpske autonomije: Potiski krunski dištrikt sa sedištem u Bečeju, koji je postojao od 1751. do 1848. godine i Velikokikindski privilegovani dištrikt sa sedištem u Velikoj Kikindi, koji je postojao od 1774. do 1876. godine.
Iz ovog perioda su poznate i dve velike seobe Srba u Austrijsku carevinu (1690. i 1739. godine), kojima je pojačana brojnost srpskog stanovništva na području Vojvodine. Srbi su tada priznati za jednu od nacija Habsburške monarhije (Natio Rasciana) i priznato im je pravo na jedno posebno vojvodstvo, odnosno teritorijalnu autonomiju. Ovo pravo je, međutim, ostvareno tek u revoluciji 1848-1849. godine.
Za vreme austrijske uprave, Srbi sa područja Vojvodine su ostvarili crkvenu samostalnost u okviru Karlovačke mitropolije, koja je 1848. godine uzdignuta u rang patrijaršije. Jurisdikcija mitropolije je zahvatala područje od Jadranskog mora do Bukovine i od Dunava i Save do Gornje Ugarske, a karlovački mitropolit je imao crkvenu vlast nad pravoslavnim Srbima, Rumunima, Grcima i Cincarima, koji su živeli u granicama Habsburške monarhije.
Tokom Rakocijevog ustanka (između 1703. i 1711. godine), Vojvodina je bila poprište krvavog rata između mađarskih ustanika i Srba, koji su se borili na strani Habsburške monarhije. U ovom ratu su naročito stradali Srbi u Bačkoj. Rakocijevi ustanici su spaljivali srpska sela, a Srbe terali u progonstvo. Darvaš, glavni zapovednik vojnih odreda koji su se borili protiv Srba u Bačkoj, je zapisao: "Sva velika mesta Rascije i s ove i s one strane Dunava i Tise popalili smo". Procenjuje se da su rakocijevi ustanici tada ubili oko 100.000 Srba.
Tokom austrijske vladavine, na teritoriju Vojvodine su se, pored Srba, naselili i mnogi kolonisti, najviše Nemci i Mađari, ali takođe i Slovaci, Hrvati, Rusini, Rumuni i drugi. Zbog ove kolonizacije Srbi su izgubili apsolutnu etničku većinu na ovom području, a Vojvodina je postala jedno od etnički najmešovitijih regiona Evrope. Međutim, bilo je i odseljavanja iz Vojvodine; posle ukidanja potisko-pomoriške vojne granice, Srbi iz bačkog Potisja su se 1752. godine odselili u Rusiju (uglavnom na područje Nove Srbije i Slavenosrbije), a na područje Potisja se doseljavaju Mađari. Naročito mnogo Mađara se doselilo posle 1867. godine, kada je Ugarska dobila autonomiju u okviru Habzburškog carstva. Srbi su, međutim, i dalje ostali pojedinačno najbrojnija etnička grupa u Vojvodini, sve do druge polovine dvadesetog veka, kada su ponovo postali apsolutna većina.
Između šesnaestog i devetnaestog veka, Vojvodina je bila kulturno središte srpskog naroda. Posebno značajni kulturni centri bili su Sremski Karlovci, Novi Sad i fruškogorski manastiri. U prvoj polovini devetnaestog veka Novi Sad je bio najveći srpski grad (Oko 1820. godine, Novi Sad je imao oko 20.000 stanovnika, od kojih su dve trećine bili Srbi, a današnji najveći srpski grad, Beograd, nije dostigao približan broj stanovnika pre 1853. godine).
