阿塞拜疆境内的纳戈尔诺-卡拉巴赫地区，在苏联时期长期是冲突多发地带。这个亚美尼亚飞地在其解体过程中的作用，不亚于波罗的海国家、格鲁吉亚和乌克兰。早在1988年2月，当地就爆发了关于法律地位的争端，民族紧张关系随之急剧升温。1990年1月，两共和国间战争爆发。莫斯科虽然力图调解，其立场偏向巴库的做法非但没有缓和矛盾，反而加剧了局势。1991年8月后，就算苏联名义上尚存，双方也失去了任何牵制力。
阿塞拜疆境内的苏军数量远超亚美尼亚。1991至1992年，阿塞拜疆当局强硬施压驻军，要求交出武器或归入本国军队。多数俄罗斯士兵并未直接叛变，他们以交出装备换取少量报酬返回祖国。最终，阿塞拜疆获取了436辆坦克、558辆步兵战车、389辆装甲车、388门火炮、63架飞机及14架战斗直升机。相对地，亚美尼亚将武器装备与俄罗斯方面"公平分配"，仅接受了120辆坦克、164辆步兵战车、56辆装甲车、225门火炮、6架飞机和12架战斗直升机。同时，俄罗斯驻军（摩托化步兵第127师后改为第102军事基地）的多数装备留在了亚美尼亚境内，亚美尼亚继续为俄军提供驻扎费用。这一结果让亚美尼亚在装备数量有所损失的情况下，却改善了与莫斯科的态势。
1992年1月6日，纳戈尔诺-卡拉巴赫宣布以独立共和国名义正式建政，疆域有所扩展但牺牲了阿塞拜疆部分领土。此前，当地已爆发惨烈战斗及残酷的种族清洗。1992年2月25日至26日，亚美尼亚军攻占霍贾里镇，成为最大规模清洗事件。双方对各自人口中心实施猛烈炮击，后来又动用飞机实施空袭。炮击和袭击行动中不存在任何选择性对待，平民保护更无从谈起。亚美尼亚人和阿塞拜疆人都致力于清除"敌对民族"代表。5月8日至9日，亚美尼亚军攻克舒沙镇，取得自战争开始以来的最大战果，该镇也成为轰炸纳戈尔诺-卡拉巴赫首府斯捷潘纳克特的基地。舒沙失守使阿塞拜疆军战略被动，士气低落。10天后，亚美尼亚军夺取纳戈尔诺-卡拉巴赫境外拉钦镇，建立了连接卡拉巴赫与亚美尼亚的陆地通道。5月15日，亚美尼亚成为《集体安全条约》签署国，有效防止了土耳其可能的军事介入（当时安卡拉已近乎公开表明立场）。
1992年6月，阿塞拜疆军在卡拉巴赫发动大规模攻势并初见成效。但至7月中旬攻势乏力，8月底亚美尼亚军已收复大部分失地。10月，阿塞拜疆军尝试夺回拉钦以重新阻断卡拉巴赫与亚美尼亚联系，但未能成功。1993年3月，亚美尼亚军攻占位于纳戈尔诺-卡拉巴赫与亚美尼亚之间的克尔巴贾尔区，进一步巩固了与亚美尼亚的陆地连接，确保了对纳戈尔诺-卡拉巴赫的持续补给和增援通道。阿塞拜疆军多次尝试突破，攻势几乎全部被亚美尼亚防线击退。亚美尼亚的反击则更为成功，6月底占领马尔达克特，8月又夺取纳戈尔诺-卡拉巴赫境外阿格达姆。这一系列失败给阿塞拜疆带来严重后果。
