Kể từ khi chiếc tàu Hà Lan đầu tiên tiến đến vào cuối thế kỷ thứ 16, cho đến năm 1945, quyền kiểm soát của người Hà Lan đối với quần đảo Indonesia luôn rất mong manh.[11] Mặc dù đảo Java do người Hà Lan thống trị, song nhiều khu vực khác vẫn duy trì được độc lập trong phần lớn thời kỳ này, bao gồm Aceh, Bali, Lombok và Borneo.[11] Có rất nhiều cuộc chiến tranh và xáo trộn đã diễn ra khắp quần đảo khi các dân tộc bản địa khác nhau chống lại nỗ lực thiết lập quyền bá chủ của người Hà Lan, quyền kiểm soát của Hà Lan bị suy yếu và họ buộc phải cho quân đội án binh bất động.[12] Hải tặc Indonesia vẫn còn là một vấn đề đối với người Hà Lan cho đến giữa thế kỷ 19.[11] Cho đến tận đầu thế kỷ 20, sự thống trị của Hà Lan mới có thể mở rộng ra những nơi mà ngày nay là lãnh thổ của nước Indonesia.

Năm 1806, khi Hà Lan nằm dưới sự thống trị của Pháp, Napoléon Bonaparte đã bổ nhiệm em trai là Louis Bonaparte nắm giữ vương vị của Hà Lan, dẫn đến việc bổ nhiệm Marshall Herman Willem Daendels làm Toàn quyền Đông Ấn Hà Lan vào năm 1808.[13] Năm 1811, quân Anh chiếm một vài cảng của Đông Ấn Hà Lan bao gồm cả các cảng tại đảo Java và Thomas Stamford Raffles trở thành Phó tổng đốc. Quyền kiểm soát của người Hà Lan được phục hồi vào năm 1816.[14] Theo Hiệp ước Anh-Hà Lan vào năm 1824, người Hà Lan có được các khu định cư của Anh tại Indonesia, như Bengkulu tại Sumatra, đổi lại việc nhượng quyền kiểm soát của họ tại bán đảo Mã Lai và Ấn Độ thuộc Hà Lan. Biên giới giữa các vùng đất của Anh và Hà Lan trở thành biên giới hiện nay giữa Malaysia và Indonesia.

Kể từ khi thành lập Công ty Đông Ấn Hà Lan vào thế kỷ 17, việc mở rộng lãnh thổ của người Hà Lan dựa trên cơ sở thương mại. Chiến lược của Toàn quyền Graaf van den Bosch (1830–1835) đã khẳng định lợi nhuận là nền tảng của chính quyền và chính sách chính thức là chỉ hạn chế sự chú ý tại Java, Sumatra và Bangka.[15] Tuy nhiên, từ khoảng năm 1840, dưới chủ nghĩa bành trướng quốc gia Hà Lan, họ đã tiến hành một loạt các cuộc chiến tranh để mở rộng và củng cố các vùng chiếm hữu của họ tại các đảo khác.[16] Ngoài ra, mục đích của hành động này còn là để bảo vệ các khu vực đã chiếm hữu; tham vọng về danh tiếng và thăng tiến của các quan chức Hà Lan; và việc thiết lập tuyên bố chủ quyền của Hà Lan đối với toàn bộ quần đảo sẽ ngăn chặn sự can thiệp của các cường quốc phương Tây khác.[15] Khi việc khai thác tài nguyên được mở rộng ra ngoài đảo Java, hầu hết các đảo xa đã nằm dưới quyền kiểm soát trực tiếp hay trong tầm ảnh hưởng của chính quyền Hà Lan.

Người Hà Lan đã chinh phục người Minangkabau trên đảo Sumatra trong Chiến tranh Padri (1821–38)[17] và Chiến tranh Java (1825–30) đã chấm dứt sự kháng cự đáng kể của người Java.[18] Chiến tranh Banjarmasin (1859–1863) ở đông nam Kalimantan đã kết thúc với thất bại của Sultan nước này.[19] Sau cuộc chinh phục thất bại tại Bali vào năm 1846 và 1848, một cuộc can thiệp vào năm 1849 đã đưa miền bắc Bali vào sự kiểm soát của người Hà Lan. Cuộc chinh phục kéo dài nhất là Chiến tranh Aceh, một cuộc xâm lược của người Hà Lan vào năm 1873 đã vấp phải sự kháng cự của du kích bản địa và cuộc chinh phục chỉ kết thúc khi người Aceh đầu hàng vào năm 1912.[18] Rối loạn tiếp tục nổ ra trên cả hai đảo chính Java và Sumatra trong suốt giai đoạn còn lại của thế kỷ 19,[11] tuy nhiên, đảo Lombok đã nằm dưới quyền kiểm soát của người Hà Lan vào năm 1894,[20] và sự kháng cự của người Batak ở miền Bắc Sumatra đã bị dập tắt vào năm 1895.[18] Đến cuối thế kỷ 19, sự cân bằng sức mạnh quân sự đã chuyển dịch về phía những người Hà Lan có trình độ công nghiệp hóa cao hơn, khoảng cách giữa họ với các nhà nước tiền công nghiệp tại Indonesia ngày càng mở rộng.[15] Các lãnh đạo quân sự và chính trị gia Hà Lan đã nói rằng họ có trách nhiệm đạo đức để giải phóng những người dân Đông Ấn khỏi những kẻ cai trị bản địa, tức những kẻ áp bức nhân dân, lạc hậu hoặc không tôn trọng luật pháp quốc tế.[21]

Mặc dù vẫn nổ ra các cuộc nổi loạn khác của người Indonesia, người Hà Lan đã mở rộng quyền cai trị thuộc địa trực tiếp trên khắp phần còn lại quần đảo từ năm 1901 đến 1910, đối với những vùng còn lại, người Hà Lan nắm quyền cai trị gián tiếp thông qua những người cai trị bản địa.[22] Tây nam Sulawesi bị chiếm đóng vào 1905–06, hòn đảo Bali bị đã phải chịu khuất phục với các cuộc chinh phục vào năm 1906 và 1908, các vương quốc độc lập khác trên đảo Maluku, Sumatra, Kalimantan, và Nusa Tenggara cũng chịu chung số phận.[18][21] Những người cai trị khác như Sultan của Tidore tại Maluku, Pontianak (Kalimantan), và Palembang tại Sumatra, đã yêu cầu người Hà Lan bảo hộ để chống lại các láng giềng độc lập nên đã tránh được các cuộc chinh phục quân sự của Hà Lan và có thể đàm phán để nhận được các điều khoản tốt hơn trong thời thuộc địa.[21] Bán đảo Đầu Chim (Tây New Guinea), đã được đưa vào quyền quản lý của người Hà Lan vào năm 1920. Lãnh thổ này sau đó trở thành một bộ phận của Cộng hòa Indonesia.