В 1780 году в долине гор Бештау и Машук, в 4 верстах к западу от горы Машук, на берегу реки Подкумка было построено Константиногорское укрепление – первое русское военное поселение в районе Кавказских Минеральных Вод, на Азово-Моздокской линии. Следы укрепления сохранились – недалеко от железнодорожного вокзала Пятигорска. Солдаты 16-го Егерского полка, составившие первый гарнизон Константиногорского укрепления, начали купаться в высеченных прямо в скале ваннах, у Горячего источника (сейчас «Цветник»), сразу по несколько человек. Солдаты выстроили над ваннами веревочные домики. С этого времени горячий серный источник стал известен не только на Кавказе, но и в соседних областях, к нему начали приезжать больные из разных мест империи, которые располагались около источника в палатках, калмыцких кибитках.

В 1784 году доктор Яков Рейнеггс побывал у источника Нарзана и дал ему первое известное в литературе описание: «Два стакана этой воды причиняют опьянение, за которым следует глубокий сон. Вода употребляется с большой пользой при горячках, при цынге, однако при перемежающейся лихорадке она действия не оказывает. Вода в источнике, по свидетельству местных жителей, никогда не замерзает, даже зимой. Стоит однако его воде удалиться на несколько шагов от источника, как она превращается в лед и притом даже быстрее, чем обыкновенная вода.»

После покорения Крыма в 1783 году и Ясского мира 1791 года, завершившего вторую русско-турецкую войну, были подтверждены права России на Кабарду и правый берег Кубани. В конце XVIII века военная оборонительная линия была подвинута в долину реки Подкумок южнее Константиногорской крепости. Ставропольская и Георгиевская крепости позднее превратились в города.

С 1793 года стали собираться факты, указывающие на лечебное значение горячих серных источников. Это отметил П. Палас, посетивший Кавказ в это время и подробно описавший Нарзан и часть минеральных источников горы Машук, на западной ее части. Паллса первым определили общее количество твердых минеральных частиц в воде, правда определил температуру воды – более 70 °C. Не сделал он и количественного анализа. Он впервые вскользь упомянул о железноводских минеральных источниках и подробно описал Нарзан, бассейн которого имел около 10 метров длины и 5 метров ширины, суживаясь воронкой вокруг главного ключа, температура воды была около 17 °C. В это время слава Нарзана как целебного источника стала распространяться все шире и шире. В 1718 году у Нарзана провел два месяца вместе с семьей начальник кавказской линии генерал-лейтенант граф И. И. Морков, энергично обеспечивший безопасность региона от нападений горцев. Однако Кисловодская долина официально еще не входила в состав России.

П. Паллас писал о Нарзане: «Видели изумительные примеры в излечении целого ряда больных и ослабевших людей. Я убежден, что эта вода будет признана весьма действительной в большом числе болезней, когда в о ней больше узнают».

В 1797 году инспектор Астраханской врачебной управы Шателевич представил в Государственную Медицинскую коллегию сведения о лечебном действии вод, основанные на обобщении народного опыта использования минеральных источников. Главный директор Медицинской коллегии барон А.И. Васильев передал донесение императору Павлу I, предписавшему построить укрепления и госпиталь у «Кислого колодца» и послать в Пятигорье штаб-лекаря Ловенца и аптекаря Корнера для проведения химического анализа минеральной воды. В декабре 1798 года Левенц и Корнер представили в Медицинскую коллегию подробный доклад о пользе Нарзана в врачебных целях, подчеркнув необходимость дальнейших опытов. На основании доклада Кавказские Минеральные воды в 1798 году признаны возможным ввести во всеобщее употребление и начать командирование членов Кавказской армии для лечения на воды в летние месяцы. С 1799 года воды начали посещать и больные из России. Тогда посещение вод было опасным и только в 1803 году горцы были оттеснены к верховьям Подкумка и начать строительство Кисловодского укрепления.

Усиление и расширение российского влияния происходило в рамках Кавказского наместничества в составе Кавказской губернии и Астраханской области, учрежденного 5 мая 1785 года указом Екатерины II. Наместником до 1791 года был князь Г.А. Потемкин. В течение XIX века военные укрепления на Кавказской укрепленной линии продвигалась вглубь Кавказа. К 20-м годам XIX века граница с Терека и Кубани передвинулась к Сунже, верховьям Кубани, предгорьям Черных гор.

В 1801 году химик Симсон произвел несколько анализов воды горячих источников. Командующий Кавказской линией генерал Обресков доложил императору Александру I о благотворном действии Кавказских Минеральных вод. Царь приказал исследовать минеральные воды и далее. Весной 1802 года Медицинская коллегия командировала на Кавказ штаб-лекарей Гординского и Крушневича и аптекаря Швенсона – «чтобы они, сделав опыты по испытаниям на самом деле и сообразуясь с собственными наблюдениями, дали свое мнение, каким образом в пользу больных те воды употреблять, и какие нужно будет сделать для того там заведения».

Командированные провели на водах все лето и произвели количественные анализы горячего и кислого источников, целый ряд наблюдений над действием минеральных вод при различных болезнях. В ноябре лекари представили в Медицинскую коллегию подробный, считая необходимым устроить на водах необходимые приспособления, облегчающие больным пользования водами – «о действительности серных вод в накожных сыпях, перемежающихся лихорадках, любострастной и водяной болезнях и застарелой ломоте». Медицинская коллегия отнеслась к докладу критически, «водянку» и лихорадки минеральные воды не лечат, – «Хотя верные опыты доказали, что воды сии приносят великую пользу, но остается еще по долговременном их врачебном употреблении установить основанные на опытах правила, коими бы показаны были все способы врачевания, сообразно полу, возрасту и сложению, болезням и припадкам людей». Медицинская коллегия доложила своему начальнику, министру внутренних дел графу Кочубею свои соображения о назначении на Кавказские Минеральные воды от правительства постоянных врачей, одного с жалованием от 800 до 1000 рублей в год, другого – 400 рублей в год – «Чтобы они как военнослужащих, так и частных людей, туда приезжающих, пользовали и давали им все нужные наставления при лечении, и между тем бы первый, по опытам врачевания больных, занимался полным практическим сочинениям о врачебном употреблении тех вод со всеми обстоятельствами и способами врачевания, чтобы оное служило руководством для врачей, имеющих нужду пользоваться теми же водами, и которое можно было бы, по рассмотрении Коллегией, издать в свет». Кочубей доложил эти обстоятельства Александру I. Тогда же, 4 января 1803 года, главноуправляющий Грузии князь Цицианов, серьезно интересовался минеральными водами, доложил императору о сооружении возле кислого колодца укрепления с целью обезопасить приезжающих туда больных от нападений горцев.

24 апреля 1803 года император подписал указ о признании района Кавказских Минеральных вод лечебной местностью государственного значения – началось официальное существование Кавказских курортов. В том же году была построена Кисловодская крепость. Официальное присоединение Кисловодской долины к Российской империи произошло в 1806 году.