В начале XX века Нагорный Карабах с преобладающим армянским населением дважды (в 1905—1907 и 1918—1920 гг.) становился ареной кровопролитных армяно-азербайджанских столкновений.
В 1918—1920 годы на контроль над Нагорным Карабахом претендовали Республика Армения и Азербайджанская Демократическая Республика, провозгласившие самостоятельность в ходе распада Российской империи.
Созванный 22 июля 1918 года в Шуше Первый съезд армян Карабаха объявил Нагорный Карабах независимой административно-политической единицей и избрал собственное Народное правительство (с сентября 1918 г. — Армянский национальный совет Карабаха). Противостояние между войсками АДР и армянскими вооружёнными отрядами продолжалось в регионе вплоть до установления в Азербайджане советской власти.
Вошедшие в Азербайджан в конце апреля 1920 года части 11-й Армии РККА во взаимодействии с азербайджанскими войсками заняли территорию Карабаха, Зангезура, Нахичевана. К середине июня 1920 года сопротивление армянских вооружённых отрядов в Карабахе с помощью советских войск было подавлено.
В 1921 г. Кавбюро РКП(б) приняло постановление о статусе Нагорного Карабаха: «Исходя из необходимости национального мира между мусульманами и армянами и экономической связи Верхнего и Нижнего Карабаха, его постоянной связи с Азербайджаном, Нагорный Карабах оставить в пределах Азербайджанской ССР, предоставив ему широкую областную автономию с административным центром в г. Шуше, входящем в состав автономной области».
В июле 1923 года районы Азербайджанской ССР с преимущественно армянским населением (Шушинский, Джебраильский и части Джеванширского и Зангезурского уездов) были объединены в автономное образование (Автономная область Нагорного Карабаха (АОНК), с 1937 года — Нагорно-Карабахская автономная область (НКАО).
Вопрос о передаче Нагорного Карабаха Армении время от времени поднимался армянским руководством, но не получал поддержки в центре. В 1960-е годы социально-экономическая напряжённость в НКАО несколько раз перерастала в массовые беспорядки.
До середины 1980-х годов требования изменения статуса НКАО редко становились достоянием широкой гласности, а любые действия в этом направлении немедленно подавлялись.
Совсем другие возможности предоставила начатая М. Горбачёвым политика демократизации советской общественной жизни и ослабления политических ограничений.
В 1987 — начале 1988 гг. в регионе усилилось недовольство армянского населения своим социально-экономическим положением. Руководство АзССР обвиняли в сохранении экономической отсталости региона, пренебрежении развитием прав, культуры и самобытности армянского меньшинства в Азербайджане, создании искусственных преград для культурных связей между Нагорным Карабахом и Арменией.
В сентябре-октябре 1987 года, первый секретарь Шамхорского райкома Компартии Азербайджана М. Асадов вступает в конфликт с жителями Чардахлы (ныне Чанлибель), в связи с протестами жителей села против замены директора совхоза — армянина — азербайджанцем. В результате было учинено массовое избиение протестующих армян. В Ереване в связи с этим проходят демонстрации протеста. Начиная с декабря 1987 года армяне, жившие в Чардахлы, были вынуждены покинуть родное село, фактически став первыми беженцами Карабахской войны, перебравшись, в основном, в Армянскую ССР.
Уже в начале октября 1987 года на митингах в Ереване, посвящённых экологическим проблемам, прозвучали требования передачи НКАО Армении, которые впоследствии были повторены в многочисленных обращениях, направлявшихся в адрес советского руководства.
Руководство Азербайджанской ССР и Коммунистической партии Азербайджана, со своей стороны, пыталось урегулировать ситуацию, задействовав привычные командно-бюрократические рычаги, которые в новой ситуации оказались неэффективными.
20 февраля 1988 года внеочередная сессия народных депутатов НКАО обратилась к Верховным Советам Армянской ССР, Азербайджанской ССР и СССР с просьбой рассмотреть и положительно решить вопрос о передаче НКАО из состава Азербайджана в состав Армении.
Уже 22 февраля погибли два человека в столкновении между азербайджанцами и армянами близ Аскерана, а 27-29 февраля произошёл армянский погром в Сумгаите, ставший поворотным пунктом в развитии межнационального конфликта. После сумгаитской трагедии началось выдавливание азербайджанцев из Армении и армян из Азербайджана.
Летом и осенью 1988 года участились случаи насилия в НКАО, нарастал взаимный поток беженцев.
К началу 1989 г. Армению были вынуждены покинуть почти все азербайджанцы; в свою очередь, почти все армяне покинули сельские районы Азербайджана (кроме территории НКАО). Армянское население Азербайджанской ССР сконцентрировалось в НКАО, Шаумяновском районе, четырёх сёлах Ханларского района (Чайкенд, Мартунашен, Азад и Камо) и в Баку (где оно в течение года сократилось более чем в четыре раза, до 50 тыс. человек).
12 января 1989 года в НКАО было введено прямое управление с образованием Комитета особого управления Нагорно-Карабахской автономной областью под председательством Аркадия Вольского, были приостановлены полномочия областных партийных и государственных органов, ограничены конституционные права граждан.
В Армении и Нагорном Карабахе было введено чрезвычайное положение. В апреле-мае 1989 г. обстановка в регионе вновь обострилась в результате непрерывных и всё нарастающих акций «Карабахского движения», руководители которого перешли к тактике провоцирования столкновений армянского населения НКАО с внутренними войсками СССР и азербайджанцами. В районах компактного проживания армян на территории АзССР за пределами НКАО стали создаваться отряды самообороны из местных жителей.
Летом 1989 года Армянская ССР ввела блокаду Нахичеванской АССР. Народный фронт Азербайджана в качестве ответной меры объявил экономическую и транспортную блокаду Армении.
28 ноября 1989 года Комитет особого управления Нагорно-Карабахской автономной областью был упразднён. Его заменил так называемый Республиканский оргкомитет по НКАО, который возглавил второй секретарь ЦК КП Азербайджана Виктор Поляничко. В дальнейшем именно этот орган разрабатывал и осуществлял силами милиции, ОМОН и внутренних войск операции по депортации (выселению) армянского населения Нагорного Карабаха и соседних районов. Сессия Совета народных депутатов НКАО не признала Республиканский оргкомитет, что привело к созданию в НКАО двух центров власти, каждый из которых признавался лишь одной из конфликтующих этнических групп.
1 декабря 1989 года Верховный Совет Армянской ССР и Национальный Совет НКАО приняли совместное постановление о включении Нагорного Карабаха в состав Армении. Это привело к новым вооружённым столкновениям.
В начале января 1990 года были отмечены первые взаимные артиллерийские обстрелы на армяно-азербайджанской границе.
15 января чрезвычайное положение было введено в НКАО, приграничных с ней районах Азербайджанской ССР, в Горисском районе Армянской ССР, а также в пограничной зоне вдоль государственной границы СССР на территории Азербайджанской ССР. За осуществление этого режима отвечала Комендатура района чрезвычайного положения, в чьём подчинении находились приданные ей подразделения внутренних войск МВД СССР. Была приостановлена деятельность областного и районных советов народных депутатов НКАО, Нагорно-Карабахского обкома КПАз, партийных и всех общественных организаций и объединений во всей области, кроме азербайджанонаселённого Шушинского района. В Степанакерте в соседних зданиях (областного совета народных депутатов и обкома компартии Азербайджана) размещались продолжавший функционировать исполком упразднённого облсовета, Оргкомитет по НКАО и Комендатура района чрезвычайного положения.
13-18 января в результате армянских погромов в Баку, где к началу года оставалось уже лишь около 35 тыс. армян, было убито до 90 человек.
20 января в Баку были введены войска для предотвращения захвата власти антикоммунистическим Народным фронтом Азербайджана, что привело к многочисленным жертвам среди гражданского населения города.
С конца апреля по начало июня 1991 года в НКАО и прилегающих районах Азербайджана силами подразделений МВД Азербайджанской Республики, внутренних войск МВД СССР и Советской Армии была проведена так называемая операция «Кольцо».
Операция, имевшая в качестве официальной цели разоружение армянских «незаконных вооружённых формирований» и проверку паспортного режима в Карабахе, привела к вооружённым столкновениям и жертвам среди населения. В ходе операции была осуществлена полная депортация населения 24 армянских сёл.
28 августа 1991 года была провозглашена независимость Азербайджана. 2 сентября совместная сессия Нагорно-Карабахского областного и Шаумяновского районного Советов народных депутатов провозгласила образование Нагорно-Карабахской Республики (НКР) в границах Нагорно-Карабахской автономной области (НКАО) и населённого армянами Шаумяновского района Азербайджанской ССР.
25 сентября был начат обстрел Степанакерта противоградовыми установками «Алазань», продлившийся четыре месяца.
В течение осени 1991 года армянские боевые отряды развернули наступательные операции по восстановлению контроля над армянскими сёлами НКАО и бывшего Шаумяновского района Азербайджана, население которых ранее было депортировано.
Оставляя эти сёла, азербайджанские формирования в ряде случаев поджигали их. С конца осени, когда азербайджанская сторона предприняла контрнаступление, армянские отряды начали целенаправленные действия против азербайджанских селений. Обе стороны выдвигали обвинения, что сёла противника превращены в укрепрайоны, прикрывающие артиллерийские позиции.
19 декабря начался вывод внутренних войск МВД СССР из Нагорного Карабаха, завершившийся к 27 декабря. С распадом СССР и выводом советских внутренних войск ситуация в зоне конфликта стала неконтролируемой.
Начался переход к полномасштабной войне за Нагорный Карабах, в которой Армения, ограничиваясь военно-технической и гуманитарной поддержкой армян Нагорного Карабаха, избегала прямого участия в войне. Армянскими карабахскими войсками руководили лидеры Нагорного Карабаха, которые в своих действиях не зависели от Еревана.
С распадом СССР враждующие стороны получили полный доступ к вооружениям Советской армии в Закавказье.
На фронтах появилась бронетехника, артиллерия и авиация.
Перелом в ходе войны произошел в мае 1992 года, когда армянами был захвачен Лачинский район Азербайджана, граничащий с Арменией.
Теперь Нагорный Карабах был соединен с Арменией транспортным коридором, через который стало поступать военное снаряжение и добровольцы.
В 1993 и первой половине 1994 года преимущество армянских формирований стало очевидным.
Планомерно расширяя Лачинский коридор, армяне захватили районы Азербайджана, лежащие между Карабахом и Арменией. Азербайджанское население из них было изгнано.
Активные действия закончились в мае 1994 года подписанием соглашения о прекращении огня. Карабахский конфликт был приостановлен, но не закончился.
Итогом стали до 7 тысяч погибших в Карабахе, 11 557 погибших азербайджанских военных, более полумиллиона беженцев.