З входженням після першого розділу Вірменії 387 року до складу Візантії приблизно чверті Вірменського держави Аршакунів, імперія набула значного вірменського населення. Водночас вони були одним з корінних народів у Каппадокії. За підтримки Візантії, яка прагнула посилити свій вплив в регіоні, у Вірменії продовжувало поширюватися християнство, у візантійській частині Вірменії на 420-ті роки припадає діяльність творця вірменського алфавіту Маштоца. Після завершення ірано-візантійської війни 591 року стався другий розділ Вірменії, внаслідок котрого візантійська межа перемістилася на схід охопивши всю центральну Вірменію. Близько 600 року в Вірменії почалися повстання, потім з 603 року Вірменію було залучено до чергової війни між Візантією та Іраном. Приблизно 640 року почалося арабське завоювання Вірменії і незабаром цю частину імперії було втрачено. Так, 949 року було приєднано область Карін, 966 року — вірменське князівство Багратидів в Тароні, а через кілька років — Манцикерт, який також має переважно вірменське населення. Переломовою для подальшої історії вірменського народу подією стала анексія імперією Анійського царства 1045 року в центральній Вірменії і заняття великого міста Ані. Таким чином володіння Візантійської імперії в Вірменії на деякий час доходили аж до західного узбережжя Севану. Втім таке становище тривала недовго. Вже 1064 року цей край було захоплено сельджукським султаном Алп-Арсланом. У наступному році цар Карсу Гагік Карський вимушено передав своє царство Візантії. До 1065 року значна частина історичної Вірменії, крім Ані, Сюніка, Таширу і Хачена, перебувала у складі Візантії.