2005年11月，第13届南盟峰会原则同意中国成为观察员。2006年8月，南盟第27届部长理事会审议通过南盟观察员指导原则，正式接纳中国为观察员，并邀请中国以观察员身份出席第14届南盟峰会。2007年、2008年、2010年、2011年和2014年，时任外交部长李肇星、副部长武大伟、王光亚、张志军、刘振民分别率团出席第14至18届南盟峰会。2012年6月，中国任命驻尼泊尔大使兼任中国常驻南盟代表。中国现任常驻南盟代表为驻尼泊尔大使陈松。
中国在人力资源培训、扶贫救灾、经贸、人文交流等领域与南盟各国开展了多项合作，建立了中国—南亚博览会、南亚东南亚商品展暨投资贸易洽谈会、中国—南亚合作论坛等平台，举办了南亚国家政党干部研修班、南亚外交官了解现代中国研修班、南亚职业教育官员研修班等活动。2013年6月，由南亚国家商品展更名的首届中国—南亚博览会在昆明举行。2018年6月，第五届中国—南亚博览会和首届中国—南亚合作论坛在云南举行。2023年8月，第七届中国—南亚博览会在云南昆明举行，中共中央政治局委员、中央外办主任王毅出席开幕式并致辞。
