Rysslands president Vladimir Putin och Turkiets president Recep Tayyip Erdogan presenterade uppgörelsen vid en gemensam presskonferens efter sitt möte i ryska Sotji.
Zonen ska enligt avtalet, som den syriska regeringen enligt Putin har ställt sig bakom, vara mellan 15 och 20 kilometer bred. Den ska patrulleras av ryska och turkiska styrkor. Den ska börja gälla från den 15 oktober och alla tunga vapen ska ha dragits tillbaka från zonen senast den 10 oktober.
Stor markoffensiv befarades
Efter mötet sade Rysslands försvarsminister Sergej Sjojgu att syriska regeringsstyrkor och deras allierade inte kommer att genomföra någon militäroperation mot Idlib, rapporterar den ryska nyhetsbyrån Interfax.
Ryskstödda syriska styrkor har de senaste veckorna samlats inför vad som befarats bli en stor markoffensiv mot Idlib, ofta beskrivet som det sista stora oppositionsfästet som återstår i Syrien.
FN varnade
FN och flera hjälporganisationer har varnat för att en storoffensiv mot Idlib, där tre miljoner människor lever, skulle leda till en humanitär katastrof.
Turkiet har starkt motsatt sig en offensiv, som Ankara fruktar skulle kunna leda till en stor massflykt över gränsen till Turkiet. Erdogan har krävt ett eldupphör, som Ryssland hittills har avvisat.