В статье на основе исследования научных трудов выявлено, что конкурентоспособность является драйвером развития национальной и международной экономики. Показано место Республики Казахстан и Российской Федерации в глобальном индексе конкурентоспособности. Сделан вывод, что для повышения степени конкурентоспособности и достижения уровня инновационно ориентированной экономики важно усилить инновационную составляющую. Также выделено, что важно сотрудничество стран в реализации инновационной деятельности, что позволит развивать экономику стран и противостоять вызовам глобализации. Перечислены основные направления пилотных проектов Казахстана и России. Проведен анализ инновационной деятельности и структуры промышленности в Республике Казахстан и Российской Федерации. Представлены объемы и структура производства в системе функционирования добывающей и обрабатывающей промышленности Республики Казахстан и Российской Федерации. Показана сопоставительная динамика номинального и реального ВВП Республики Казахстан и Российской Федерации. Представлены основные показатели инновационной деятельности. В ходе проведенного анализа выявлены основные проблемы реализации инновационной деятельности двух стран. Разработаны проблемно-целевые аспекты реализации инновационной деятельности в рамках экономического сотрудничества Республики Казахстан и Российской Федерации. Представлены преимущества участников-субъектов инновационного процесса.