Avtalet undertecknades i Stockholm av justitieminister Gunnar Strömmer (M) och hans estniska kollega Liisa-Ly Pakosta.
Syftet med att hyra fängelseplatser utomlands är att motverka platsbristen på svenska fängelser.
Innan avtalet kan omsättas i praktiken måste det godkännas av båda ländernas parlament. I Sverige krävs riksdagsbeslut med tre fjärdedels majoritet.
Målet är att de första intagna ska kunna vara på plats i Estland under sommaren 2026.