Posle Mohačke bitke (1526. godine) i pada Banata (1552. godine), celokupna teritorija današnje Vojvodine, koja je do tada bila pod ugarskom upravom, potpada pod otomansku vlast. Srem je pod direktnom otomanskom upravom od 1526. godine (uključujući i period vazalnog Sremskog vojvodstva od 1527. do 1530. godine), dok se Bačka nalazi pod direktnom otomanskom upravom od 1541-1545. godine, a Banat od 1552-1556. godine.

Banat je u ime Otomanske imperije osvojio muslimanski Srbin Mehmed paša Sokolović, a u njegovoj vojsci bilo je tada 8.000 janičara i 100.000 akindžija, među kojima i 20.000 Srba. Uoči pohoda, Mehmed paša Sokolović je izdao proglas Srbima u Banatu, napisan ćirilicom na srpskom jeziku, kojim je Srbima obećao povlastice, znatna oslobođenja od nameta i poreza i punu zaštitu imovine i života.

Tokom otomanskog osvajanja i uspostave otomanske vlasti mađarsko i katoličko slovensko (šokačko) stanovništvo se uglavnom iselilo sa ovih prostora. Tokom otomanske vladavine, veći deo stanovništva Vojvodine činili su Srbi, koji su pretežno živeli u selima, dok je gradove nastanjivalo etnički i verski mešovito stanovništvo, koje je uključivalo Srbe, muslimane (Turci, islamizovani Srbi, Arapi), Rome, Grke, Cincare, Jevreje, itd. Severne delove regiona (okolinu Subotice) nastanjivali su Bunjevci, koji su se, posle Mohačke bitke, u nekoliko faza nastanjivali na ovom području. Neki islamizovani Srbi bili su, tokom otomanske uprave, i na visokim administrativnim položajima, kao na primer beg Malković, koji je bio prvi otomanski upravitelj Bečkereka ili Hasan paša Predojević, koji je bio upravitelj Segedinskog sandžaka 1592. godine.

Posle obnove Pećke patrijaršije 1557. godine, koje je izdejstvovao Mehmed paša Sokolović, pravoslavni Srbi sa područja Vojvodine došli su pod njenu jurisdikciju, a poglavar patrijaršije imao je tada titulu "patrijarha Srba, Bugara, pomorskih i severnih strana". Sedišta pravoslavnih episkopija organizovanih na području današnje Vojvodine nalazila su se tada u Krušedolu (Srem), zatim Segedinu (Bačka), kao i tri sedišta episkopija na području Banata, u Vršcu, Bečkereku i Temišvaru.

Neki gradovi Vojvodine imali su u otomanskom periodu većinsko srpsko stanovništvo, neki većinsko muslimansko, a neki stanovništvo mešovitog sastava. Po podacima iz 1545. godine, najveći grad u Otomanskoj imperiji sa većinskim srpskim stanovništvom bili su Sremski Karlovci, koji su tada imali 547 hrišćanskih domova. Važno muslimansko naselje bila je Sremska Mitrovica, u kojoj je po podacima iz 1572. godine bilo 598 muslimanskih i 18 hrišćanskih domova. U to vreme u Mitrovici se nalazilo 17 džamija i nijedna hrišćanska crkva. Bečkerek (današnji Zrenjanin) bio je tada jedno od najznačajnijih naselja u Banatu, a zbog zasluga koje su mu lokalni bečkerečki Srbi učinili prilikom osvajanja Banata, Mehmed paša Sokolović pretvorio je ovaj grad u svoju zadužbinu (vakuf), a njegove stanovnike oslobodio od svih vojnih nameta. U gradu Somboru bilo je u otomansko doba 14 muslimanskih bogomolja, od kojih su pet bile džamije, a ostale mahalski mesdžidi.

U svim naseljima mogle su se videti džamije, a u značajnijim gradovima su se nalazile zgrade sedišta vlasti, kupatila, turske škole i druge javne zgrade, dok su se u glavnoj ulici (čaršiji) nalazile glavne trgovačke i zanatske radnje.

Otomansko carstvo bilo je podeljeno na provincije (pašaluke), koje su se delile u manje upravne jedinice - sandžake. Na teritoriji Banata postojala je turska provincija pod imenom Temišvarski pašaluk, dok su se na teritoriji Srema i Bačke nalazili Sremski sandžak i Segedinski sandžak. Oba sandžaka su u početku bila u sastavu Budimskog pašaluka, da bi Segedinski sandžak kasnije bio uključen u Jegarski pašaluk. U drugoj polovini 16. veka, istočni deo Banata je, za kratko vreme, bio pod upravom vazalne otomanske kneževine Transilvanije, koja je na ovom području organizovala administrativnu pokrajinu poznatu kao Lugoški i karansebeški Banat.

Srbi u Banatu su podigli veliki ustanak protiv turske vlasti 1594. godine, a carevina im se osvetila spaljivanjem moštiju Svetog Save – najveće srpske relikvije, koju su poštovali čak i muslimani srpskog porekla. Ovo je bio jedan od najvećih ustanaka u srpskoj istoriji, a svakako najveći pre Prvog srpskog ustanka koji je predvodio Karađorđe.

Posle austrijskog osvajanja Vojvodine, gotovo celokupno muslimansko stanovništvo se iselilo sa ovih prostora, a neki od njih su se posle toga naselili u Bosni i Hercegovini, uglavnom u njenim severnim delovima i dolini reke Bosne, gde su bili poznati kao "Unđurovci" (izbeglice iz Ugarske). Njihova znatnija naselja imala su urije (opštinske utrine), kao u Vojvodini. Austrijanci su na području Vojvodine uništili i gotovo sve tragove islamske kulture, a prva džamija u Vojvodini nakon austrijskog osvajanja sagrađena je tek 2008. godine u Subotici, posle gotovo 3. veka.