Во времена СССР в Астрахани были созданы предприятия, которые предназначались для постройки оборудования по разведке и добыче углеводородного сырья у побережья Азербайджана на Каспийском море. Около 80% мощностей судостроительной и судоремонтной промышленности области было сориентировано на выполнение азербайджанских заказов.
Новый импульс развитие астрахано-азербайджанских отношений получило в 2010 г. после официального визита в Азербайджанскую Республику в декабре 2009 г. делегации Астраханской области во главе с вице-губернатором — председателем правительства области Константином Маркеловым. В ходе встречи с премьер-министром Азербайджана Артуром Таир оглы Расизаде стороны обсудили перспективы дальнейшего партнерства. Было принято решение о создании совместной рабочей группы по подготовке нового межправительственного соглашения о сотрудничестве. 27 октября 2010 г. в Астрахани открыт памятник Гейдару Алиеву, переданный в дар городу правительством Азербайджана. В церемонии принял участие президент Азербайджана Ильхам Алиев. В сентябре 2011 г. делегация области во главе с Александром Жилкиным посетила Баку с официальным визитом. Состоялись встречи губернатора с Ильхамом Алиевым и Артуром Таир оглы Расизаде. Значимым моментом стало подписание соглашения между правительством области и правительством Азербайджана о торгово-экономическом, научно-техническом и культурном сотрудничестве. В рамках визита между ТПП Азербайджана и области был подписан меморандум о сотрудничестве.
В 2011-2014 гг. в Астрахани реализовывался ряд совместных проектов социальной направленности, повлекших привлечение в регион значительных инвестиций. В октябре 2011 г. после реконструкции в Астрахани открыта СОШ № 11 им. Гейдара Алиева. С сентября 2012 г. по сентябрь 2014-го торжественно открыты мост дружбы России и Азербайджана, детский развлекательный городок «Мечта», памятник святому равноапостольному князю Владимиру, детское кафе «Мечта» и детсад «Дружба».
15 сентября 2012 г. по инициативе азербайджанского ОТВ состоялся телемост Астрахань — Баку, в ходе которого состоялся обмен мнениями по широкому спектру вопросов сотрудничества. Особое внимание было уделено достижениям в реализации в Астрахани социально значимых проектов с участием правительства Азербайджана и Фонда им. Гейдара Алиева. В декабре 2012 г. во время посещения Азербайджана делегации Астраханской области состоялась встреча Александра Жилкина с Ильхамом Алиевым. Президент Азербайджана дал поручение руководству Фонда им. Гейдара Алиева рассмотреть вопрос о строительстве в Астрахани нового детсада в районе СОШ № 11 им. Гейдара Алиева. Делегация приняла участие в церемонии закладки мемориальной капсулы в основание будущего памятника Дружбы в центральном парке Баку, который был переименован в парк Дружбы Баку и Астрахани. Для участия в мероприятиях, посвященных 90-летию Гейдара Алиева, 20 мая 2013 г. область посетила делегация Азербайджана. В Астраханской государственной филармонии прошел концерт лучших творческих коллективов области и Азербайджана. В ноябре 2013 г. состоялся еще один визит делегации области во главе с губернатором в Баку для участия в церемонии открытия парка Баку — Астрахань. Делегацию принял Ильхам Алиев, который вручил Александру Жилкину орден Достлуг (Дружбы) за особые заслуги в развитии экономических и культурных связей между Азербайджаном и РФ. В ходе визита состоялось торжественное открытие памятника дружбы Баку и Астрахани, подаренного жителям Азербайджана астраханской стороной.
20 декабря 2013 года область посетила делегация Азербайджана во главе с Лейлой Алиевой — вице-президентом, руководителем российского отделения Фонда им. Гейдара Алиева. Делегация приняла участие в открытии детского кафе «Мечта» и памятника святому равноапостольному князю Владимиру. К 10-летию Фонда им. Гейдара Алиева Астрахань вновь приняла делегацию Азербайджана, в составе которой были депутаты Милли меджлиса, представители исполнительной власти Азербайджана и Наримановского района Баку, руководители ВАК, деятели культуры, журналисты. Ответный визит в Баку Александра Жилкина состоялся в октябре 2014 г. В ходе переговоров с Ильхамом Алиевым были затронуты вопросы торгово-экономического и гуманитарного взаимодействия, транспортного сообщения между Астраханью и Баку, в частности, организации регулярных морских перевозок, сотрудничества в области рыболовства (проект по осетровым, реализуемый совместно с общественным объединением «Международный диалог во имя охраны окружающей среды» (IDEA). Была подтверждена готовность открытия консульства Азербайджана в Астрахани. Стороны договорились о проведении в 2016 году Дней Азербайджанской Республики в Астраханской области. Александр Жилкин также встретился с президентом Фонда Гейдара Алиева, депутатом Милли меджлиса Алиевой Мехрибан Ариф кызы, вручив ей орден «За заслуги перед Астраханской областью».
В рамках визита Константина Маркелова в мае 2015 г. в Баку состоялась презентация особой экономической зоны промышленно-производственного типа «Лотос» для крупных азербайджанских компаний — потенциальных инвесторов. Были проведены встречи с руководителями ряда министерств и ведомств Азербайджана, обсуждены вопросы авиа- и паромного сообщения, кооперации в сельском хозяйстве, нефтепереработке, судоремонте и судостроении. Представители Астраханской области ежегодно участвуют в работе российско-азербайджанского межрегионального форума. Астрахань стала площадкой для проведения 2-го российско-азербайджанского межрегионального форума «Россия — Азербайджан: к новым горизонтам межрегионального сотрудничества», прошедшего в мае 2011 г. В рамках 5-го российско-азербайджанского межрегионального форума (2014 г.) подписаны соглашения о сотрудничестве между Астраханским туристическим союзом и Ассоциацией туризма Азербайджана, а также между телеканалом «Астрахань 24» и азербайджанским региональным ТВ. По итогам 6-го форума (2015 г.) подписано соглашение о намерениях по реализации инвестиционного проекта между ОЭЗ «Лотос» и группой компаний «Матанат А» (Азербайджан). Показателем заинтересованности азербайджанского бизнеса в развитии деловых связей с Астраханской областью стало открытие в Астрахани в конце 2015 г. постоянного представительства ЗАО «Азербайджанское каспийское морское пароходство» и регистрация на территории Астраханской области двух новых юрлиц с азербайджанским капиталом. В сентябре 2015 г. делегация Азербайджана участвовала в работе I каспийского медиафорума. Между СМИ Азербайджана и Астраханской области заключено 6 соглашений о сотрудничестве. Сегодня важным развитии отношений является сотрудничество в образовательной сфере. На базе астраханских учебных заведений проходят профессиональную подготовку специалисты для экономической и социальной сферы Азербайджана. Количество студентов — граждан Азербайджана, обучающихся в Астрахани, ежегодно растет. Так, в 2015-2016 учебном году их 718 человек. Между вузами подписан ряд договоров. Одним из проектов в сфере образования стало открытие в сентябре 2013 г. Астраханским госуниверситетом вместе с Азербайджанским университетом языков на базе Каспийской высшей школы перевода совместной магистерской программы подготовки переводчиков-синхронистов международного уровня. В Астраханском госуниверситете при участии Бакинского славянского университета запланировано открытие Центра азербайджанского языка и культуры. Ежегодно ученики и преподаватели СОШ № 11 им. Гейдара Алиева отдыхают в Баку. Эти поездки организованы за счет средств фонда, являющегося куратором школы. Продолжается сотрудничество в сфере культуры. Артисты из Азербайджана ежегодно участвуют в традиционных астраханских областных праздниках Наурыз, Сабантуй, фестивалях и конкурсах, празднованиях Дней Наримановского района Астраханской области.
В Баку с гастролями побывали астраханские коллективы — драмтеатра, ТЮЗа, Государственного театра оперы и балета, Государственного ансамбля песни и танца. В Астрахани гастролировали Азербайджанский государственный русский драмтеатр им. Самеда Вургуна и Азербайджанский ТЮЗ. В 2012 году в III Международном фестивале театров кукол прикаспийских государств «Каспийский берег» в Астрахани принял участие Азербайджанский государственный театр кукол им. А. Шаига. Позже в рамках IV международного этнофестиваля-конкурса «Голоса золотой степи» на площадке «Казачий курень» выступили творческие коллективы из Азербайджана. Граждане Азербайджана постоянно получают медпомощь в астраханских учреждениях здравоохранения: Александро-Мариинской областной клинической больнице, областной клинической больнице № 2 им. И. Н. Аламдарова, Красноярской ЦРБ, медицинском диагностическом центре «Ориго» и других медучреждениях региона. Укреплению дружбы и сотрудничества между Астраханской областью и Азербайджаном способствует активная деятельность Астраханского регионального отделения Всероссийского Азербайджанского конгресса под председательством Адалята Гусейнова и Астраханской региональной общественной организации национальной культуры «Азербайджан», возглавляемой Вахидом Рагимовым.