После советизации Армении и Азербайджана, решением Кавбюро ЦК РКП (б) от 4 июля 1921 г. было решено передать Нагорный Карабах Армении, но окончательное решение оставалось за ЦК РКП (б), однако новым решением от 5 июля он был оставлен в составе Азербайджана с предоставлением широкой областной автономии[85]. В 1923 году из армянонаселенной части Нагорного Карабаха (однако без Шаумянского и части Ханларского районов, также армянонаселённых) в составе Азербайджанской ССР была образована Автономная область Нагорного Карабаха (АОНК). В 1937 году АОНК была преобразована в Нагорно-Карабахскую автономную область (НКАО).

В 1960-е годы социально-экономическая напряжённость в НКАО несколько раз перерастала в массовые беспорядки.

За годы советской власти процент азербайджанского населения НКАО возрос до 21,5% а армянского населения снизился до 76,9%. Армянские авторы объясняют это целенаправленной политикой властей Азербайджанской ССР по изменению демографической ситуации в регионе в пользу азербайджанцев. Гейдар Алиев, третий президент Азербайджана (1993—2003), который в 1969—1982 годах занимал должность первого секретаря ЦК КП Азербайджанской ССР, 22 июля 2002 года принимая в Президентском дворце учредителей Бакинского пресс-клуба по случаю Дня национальной печати, комментируя данную тему заявил:

"…я говорю о периоде, когда был первым секретарём, я много помогал в то время развитию Нагорного Карабаха. В то же время старался изменить там демографию. Направляли туда азербайджанцев из окружающих область мест. Этими и другими мерами я старался, чтобы в Нагорном Карабахе было больше азербайджанцев, а число армян сократилось ." [102][103]

К началу XX века большинство населения в городе Шуша и в Шушинском уезде составляли армяне. Так в 1886 году армяне составляли 81,7% (72785 человек) населения той части Шушинского уезда, которая позже войдёт в состав НКАО и 56,7% (15188 человек) населения города Шуша (азербайджанцы 17% и 43,3% соответственно)[106]. По данным ЭСБЕ (1904 год) армяне составляли уже 58,2% (81911 человек) населения уезда и 56,5% (14496 человек) населения города (азербайджанцы 41,5% и 43,2% соответственно)[107]. Подавляющее большинство армян Шуши были убиты или покинули город в результате Шушинской резни в конце марта 1920 года[108] (см. Этнические чистки и погромы в ходе Армяно-азербайджанской войны (1918—1920)).

В 1987 — начале 1988 годов 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[17][47].
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[48]. В результате было учинено массовое избиение протестующих армян[49]. В Ереване в связи с этим проходят демонстрации протеста[50]. Начиная с декабря 1987 года армяне, жившие в Чардахлы, были вынуждены покинуть родное село, фактически став первыми беженцами Карабахской войны[51][52], 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[53][54].

27−29 февраля 1988 г. произошёл армянский погром в Сумгаите, ставший поворотным пунктом в развитии межнационального конфликта. После сумгаитской трагедии началось выдавливание азербайджанцев из Армении и армян из Азербайджана.

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[60].

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.
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 (см. Чёрный январь).

25 июля 1990 года в ответ на создание армянами в регионе незаконных вооружённых формирований, в результате действий которых гибли военнослужащие, сотрудники МВД и мирные граждане, был издан Указ Президента СССР «О запрещении создания незаконных формирований, не предусмотренных законодательством СССР, и изъятии оружия в случаях его незаконного хранения». Согласно данным, которые приводит В. В. Кривопусков, в течение 1990 года было проведено 160 оперативно-войсковых операций по проверке паспортного режима и выполнению этого Указа, из них 156 — в городах и селах, где живут только армяне[60].

С конца апреля по начало июня 1991 года в НКАО и прилегающих районах Азербайджана силами подразделений МВД Азербайджанской ССР, 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 армянского 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. По данным правозащитного центра «Мемориал», в это же время в результате нападений армянских вооружённых формирований свои дома пришлось покинуть нескольким тысячам жителей азербайджанских сёл в бывшем Шаумяновском районе Азербайджана, Гадрутском, Мардакертском, Аскеранском, Мартунинском районах НКАО[61]. 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[61].

19 декабря 1991 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[62].

Больше всего войск бывшей Советской Армии в Закавказье находилось на территории Азербайджана. В результате раздела советского военного имущества Азербайджану перешли 4-я общевойсковая армия (четыре мотострелковые дивизии), три бригады ПВО, бригада специального назначения, четыре базы ВВС и часть Каспийской военной флотилии. Также Азербайджану достались все склады боеприпасов (стратегический в Килязи, окружные в Агдаме и Насосном, дивизионные в Гюздеке, Гяндже, Ленкорани, Нахичевани). Общее количество боеприпасов на этих складах оценивается в 11 тыс. вагонов. Передача военного имущества 4-й армии и 49-го арсенала была завершена в 1992 году. Вывод частей бывшей Советской Армии в Россию сопровождался захватом части вооружений азербайджанской стороной.

Раздел в Армении военного имущества бывшего Закавказского военного округа прошёл наиболее цивилизованно. Из всех государств Закавказья при разделе военного имущества Армения оказалась в самом невыгодном положении, так как на её территории находилось наименьшее количество войск Закавказского военного округа. В 1992 году под контроль Армении были переведены вооружения и военное имущество двух из трёх дивизий (15-й и 164-й) 7-й гвардейской армии бывшего СССР, а также около 500 вагонов боеприпасов [63].

21 марта 1992 г. было заключено временное недельное перемирие, в день окончания которого 28 марта азербайджанская сторона предприняла самое крупное с начала года наступление на Степанакерт. Наступление началось с нападения азербайджанской армии на посты сил НКР со стороны села Джангасан, которое находится над деревней Киркиджан (фактический пригород Степанакерта). На следующий день 29 марта начался массированный обстрел Степанакерта, жители которого перебрались в подвалы своих домов. За время боя по городу из Шуши из установок «Град» было выпущено рекордное на тот момент число снарядов — 163.
29 марта азербайджанской стороне удалось занять позиции в непосредственной близости от Степанакерта, но уже к ночи посты над Степанакертом были отбиты армянскими подразделениями. После возвращения армянских сил на исходные позиции азербайджанское руководство в лице премьер-министра Гасана Гасанова, связавшись с министром иностранных дел НКР Арменом Исагуловым, запросило мира, в результате которого 30 марта в 2.30 ночи бой прекратился.[73].

8 мая 1992 г. — Су-25, пилотируемый Вагифом Курбановым, впервые начал бомбить Карабах, главной целью был Степанакерт (только за два дня бомбардировок в городе погибло 30 и было ранено около 120 мирных жителей)[74]. В этот же день Степанакерт был обстрелян четырьмя азербайджанскими вертолётами Ми-24, а ещё два вертолёта атаковали села Мирушен, Авдур, Красный Базар и Норшен Мартунинского района[74].

8—9 мая — армянские вооружённые формирования в результате штурма Шуши овладели этим городом, оборону которого, помимо азербайджанских формирований, осуществлял также чеченский боевик Шамиль Басаев[80][81][82]. После того как армянские формирования захватили Шушу и подавили ряд азербайджанских огневых точек близ неё, прекратились длившиеся несколько лет артиллерийские обстрелы Степанакерта из Шуши, в результате которых в Степанакерте не осталось ни одного целого здания[83]

9 мая — боевые вертолёты Азербайджана подвергли обстрелу село Шушикенд, а штурмовик Курбанова атаковал и подбил в воздушном пространстве Армении армянский Як-40, вывозивший раненых из Степанакерта. Экипажу удалось посадить самолёт, не выпуская шасси, и тем самым спасти жизни пассажиров. Самолёт после этого был списан[74].(См. Инцидент с армянским Як-40 (9 мая 1992))

18 мая 1992 г.
В связи с нападениями армянских сил на Нахичеванскую АР Турция предупредила Армению о том, что «положение дел, достигнутое применением силы, неприемлемо"[78].
Армянские подразделения захватили и сожгли город Лачин, открыв коридор для сообщения Карабаха и Армении и прорвав тем самым блокаду Нагорного Карабаха [84]. Стали возможны хозяйственные и военные поставки из Армении прямо в Карабах. Азербайджанское население района было изгнано[80].

20 мая 1992 г.
главнокомандующий Объединёнными вооружёнными силами СНГ маршал Шапошников заявил, что участие третьей стороны в конфликте может привести к Третьей мировой войне.

9—10 июня 1992 г. — в условиях давления, подкупов, уговоров и даже вооружённых нападений со стороны нуждающихся в вооружении азербайджанцев началась экстренная эвакуация российской авиатехники в Россию. Основная часть была вывезена, но кое-что досталась и азербайджанцам. На аэродроме в Насосном было захвачено несколько (по некоторым данным, 30) самолётов МиГ-25ПД, немалую роль в этом сыграл Владимир Кравцов, занимавшийся расформированием полка ПВО, а несколько позже ставший командующим ВВС Азербайджана.
Таким же образом поступил заместитель командира разведывательного авиаполка, расквартированного в Далляре, подполковник Александр Плеша, возможно, он сообщил о намеченной перегонке в Россию, за что позже получил должность командира эскадрильи в Азербайджанских ВВС. Так или иначе, 9 июня на аэродром ворвались вооружённые азербайджанские военные, которые блокировали взлётно-посадочную полосу, и тем самым сорвали перегон самолётов. В результате этой акции азербайджанской стороной было захвачено 16 самолётов: 5 МиГ-25РБ и 11 Су-24МР. Также сообщалось о захваченном Ил-76, посланном для обеспечения эвакуации[85].

12 июня 1992 — Летнее наступление азербайджанских войск: был установлен контроль над Шаумяновским районом и частью Мардакертского и Аскеранского районов НКР. Азербайджанские силы вплотную приблизились к райцентру Аскеран. Армянская сторона объясняла стремительность азербайджанского наступления передачей Азербайджану военным руководством РФ 100 танков и участием российских военнослужащих в боевых операциях, что отрицалось министерством обороны как Азербайджана, так и России[79]. Позже наступление было остановлено, армянским силам удалось отбить имеющие стратегическое значение села Сырхавенд и Кичан. При возвращении под армянский контроль Сырхавенда было захвачено 10 единиц азербайджанской бронетехники (танки Т-72 и БТР), армянской стороной было убито до 200 военнослужащих противника, причём большинство из погибших — славяне[ 79].