Da Aserbajdsjan erklærte seg selvstendig fra Sovjetunionen, erklærte landet at Nagorno-Karabakh ikke skulle få beholde den selvstyremyndigheten de hadde hatt under sovjetisk styre. Dette førte til krigsutbruddet vinteren 1991. Våren 1992 okkuperte Armenia den såkalte Lachin-korridoren, landområdet som ligger mellom Nagorno-Karabakh og Armenia. Aserbajdsjan benyttet seg av menneskelige bølger, og hadde forholdsvis store menneskelige tap. Menn helt ned i 16-årsalderen, fullstendig uten militær erfaring, ble innkalt til militær tjeneste. Internasjonale initiativer mislyktes i å løse konflikten på en måte som begge parter kunne godta. Våren 1993 gjennomførte Armenia et angrep på Naxcivan, noe som førte til at Tyrkia truet med å intervenere. Russland stilte derfor opp styrker langs Armenias grense til Tyrkia, og sørget på den måten for at Tyrkia ikke gikk inn i krigen. Da armenske styrker erobret landområder langs den offisielle grensen mellom Aserbajdsjan og Iran, gjennomførte Iran en advarende mobilisering. Til tross for potensiell risiko, eskalerte krigen aldri til å bli en storstilt regional konflikt, og ingen land intervenerte på vegne av noen av partene mot den andre. I slutten av 1994 kontrollerte armenerne nesten hele enklaven og 9 prosent av ytterlig aserbajdsjansk territorium. Mot slutten av krigen ble det gjort opprør i Aserbajdsjan mot president Abülfaz Elçibay, og tropper ble fjernet fra frontlinjen for å delta i kampene. Ofte førte dette til at armenerne kunne erobre hele byer uten å avløse et eneste skudd. Den aserbajdsjanske presidenten ble til slutt styrtet, og det nye regimet gikk med på å forhandle om en våpenhvile.