Les deux hommes se sont entretenus en marge de l'assemblée générale de l'ONU à New York, leur première rencontre publique depuis le début de l'intervention militaire russe fin février.
Cet entretien, qui pourrait agacer le Kremlin, intervient au moment où des référendums d'annexion par la Russie ont débuté vendredi dans des régions d'Ukraine contrôlées entièrement ou en partie par Moscou.
Ces scrutins, qualifiés de "simulacres" par Kiev et les Occidentaux, marquent une escalade du conflit.
"Le président Xi Jinping a souligné que la souveraineté et l'intégrité territoriale de tous les pays devaient être respectées" a indiqué vendredi Wang Yi à son homologue ukrainien.
"Les préoccupations légitimes de toutes les parties en matière de sécurité doivent être prises au sérieux", a également déclaré M. Wang, dans une référence aux inquiétudes russes vis-à-vis de l'expansion de l'Otan.
Les hommes s'étaient déjà parlés au téléphone mais ne s'étaient pas encore rencontrés depuis février.
Un signe que Pékin semble vouloir davantage équilibrer sa position, officiellement neutre mais parfois jugée trop conciliante avec Moscou par les Occidentaux.
Wang Yi avait déjà rencontré cette semaine à New York le ministre russe des Affaires étrangères Sergueï Lavrov.
"La Chine s'est toujours engagée à promouvoir des pourparlers de paix, sans jamais rester les bras croisés, jeter de l'huile sur le feu ou profiter de la situation pour en tirer un bénéfice personnel", a déclaré vendredi Wang Yi à son homologue.
A l'issue de la rencontre, le compte Twitter de Dmytro Kouleba a publié la photo d'une poignée de main entre les deux hommes, sur fond de drapeaux chinois et ukrainien.
"Mon homologue a réaffirmé le respect de la Chine pour la souveraineté et l'intégrité territoriale de l'Ukraine, ainsi que son rejet du recours à la force comme moyen de résoudre les différends", s'est-il félicité dans son tweet.
La Chine et la Russie se sont rapprochés au cours des dernières années, intensifiant leurs relations pour faire contrepoids aux États-Unis.
Pékin a refusé de condamner publiquement l'intervention militaire russe en Ukraine et a critiqué les sanctions occidentales, mais a réitéré cette semaine son appel à un "cessez-le-feu" en Ukraine.
