С 1992 по 1993 год был исполняющим обязанности министра обороны НКР. Наблюдатели отмечали, что под непосредственным руководством Саргсяна Вооружённые силы НКР достигли во время Карабахской войны ряда успехов. Так, в феврале 1992 был взят город Ходжалы, в мае — города Шуша и Лачин. В апреле 1993 года силы НКР вошли в город Кельбаджар, в результате чего под контроль НКР перешёл Лачино-Кельбаджарский коридор, соединивший непризнанную республику с Арменией.