9 Şubat 1918 tarihinde Osmanlı İmparatorluğu, Ukrayna Halk Cumhuriyeti'ni bağımsız ve egemen bir devlet olarak kabul ederek Brest-Litovsk Anlaşmasını imzalamıştır. 22 Ağustos 1918 tarihinde bu anlaşma Osmanlı İmparatorluğu tarafından onaylanmıştır. Ukrayna Devleti ve Osmanlı İmparatorluğu karşılıklı elçilikler açmışlar: Ukrayna tarafından Hetmanlık zamanında İstanbul Büyükelçiliği görevini Mıhaylo Sukovkin (1918), Direktoriya döneminde Oleksander Lototskıy (1919/20) ve Yan Tokarzhevsky-Karaşeviç yapmış, Elçi müsteşarı olarak Lutsiy Kobylyanskıy ve Volodımır Murskıy görevlendirilmiş, Başkatip olaraksa Oksana Lototska görev yapmıştır. Hetmanlık zamanında Ahmed Muhtar Bey Osmanlı İmparatorluğunun Kyiv’deki büyükelçisi olarak göreve başlamıştır. 1919 yılında İstanbul'da “Ukrayna ve Türkiye” başlıklı eser yayımlanmıştır. 1921'den 1935'e kadar, İstanbul'daki Ukrayna Halk Cumhuriyeti'nin sürgün hükümeti temsilciği, 1930'da “Ukrayna ve İstiklâl Mücadeleleri” isimli eseri yayımlayan Volodımır Murskıy tarafından yürütülmüştür.
24 Ağustos 1991'de Ukrayna'nın bağımsızlığını yeniden kazanmasının ardından Türkiye Cumhuriyeti 16 Aralık 1991 tarihinde Ukrayna'yı tanımıştır. 20 Kasım 1991'de Ukrayna ile Türkiye arasında konsolosluk ilişkileri kurulmuştur. 3 Şubat 1992 tarihinde iki ülke arasında diplomatik ilişkilerin kurulmasına ilişkin bir protokol imzalanmıştır. 3 Nisan 1992 tarihinde Türkiye Cumhuriyeti Kyiv Büyükelçiliği açılmıştır. 3 Ocak 1993 yılında Ankara'da Ukrayna Büyükelçiliği çalışmalarına başlamıştır.
3 Kasım 2018 tarihinde Ukrayna Başkanı, Türkiye'de olan Ukrayna ve Kırım Tatar topluluklarının temsilcileriyle birlikte, 1918-1922 yıllarında İstanbul'da bulunan eski Ukrayna Halk Cumhuriyeti diplomatik misyonunun binasında anıt plaketi açmıştır.
İstanbul'da Ukrayna Başkonsolosluğu faaliyet göstermekte; Çanakkale, Dalaman ve Bursa'da fahri konsolosluklar çalışmaktadır.
4 Kasım 2018 tarihinde Ukrayna Başkanının resmi ziyareti çerçevesinde, 2019 yılı başından itibaren Ukrayna vatandaşlarına hizmet vermeye başlayan Antalya'da Ukrayna Konsolosluğu resmen açılmıştır.