20 февраля 1988 года совет депутатов Нагорно-Карабахской автономной области (НКАО), преимущественно заселенной армянами, обратился к руководству СССР, Армянской и Азербайджанской республик с просьбой о передаче Нагорного Карабаха Армении. Политбюро ЦК КПСС ответило отказом, что привело к массовым акциям протеста в Ереване и Степанакерте, а также к погромам среди как армянского, так и азербайджанского населения.
Печально известными стали армянские погромы 27-29 февраля 1988 года в азербайджанском городе Сумгаит. Массовые убийства и избиения продолжались трое суток и прекратились только после ввода в Сумгаит отрядов внутренних войск СССР. По данным Генпрокуратуры СССР, в ходе беспорядков погибло 26 граждан армянской и 6 граждан азербайджанской национальности, более 100 человек было ранено.
В декабре 1989 года власти Армянской ССР и НКАО подписали совместное постановление о включении области в состав Армении, на что Азербайджан ответил артиллерийским обстрелом карабахской границы. В январе 1990 года Верховный совет СССР объявил чрезвычайное положение в зоне конфликта. В конце апреля — начале мая 1991 года в НКАО была проведена операция "Кольцо" силами ОМОНа Азербайджана и войск МВД СССР. В течение трех недель депортации подверглось армянское население 24 карабахских сел, более 100 человек было убито. Силы МВД СССР и Советской армии проводили акции по разоружению участников столкновений до августа 1991 года, когда в Москве начался путч, приведший к развалу СССР.
2 сентября 1991 года в Степанакерте была провозглашена Нагорно-Карабахская республика (не признана ни одним государством ООН). Официальный Баку признал данный акт незаконным. В ходе начавшейся войны между Азербайджаном, Нагорным Карабахом и поддерживающей его Арменией стороны потеряли убитыми от 15 тыс. до 25 тыс. человек, более 25 тыс. получили ранения, сотни тысяч мирных жителей покинули места проживания. С апреля по ноябрь 1993 года Совбез ООН принял четыре резолюции с требованием о прекращении огня в регионе.
5 мая 1994 года три стороны подписали соглашение о перемирии, в результате которого Азербайджан фактически потерял контроль над Нагорным Карабахом. Официальный Баку до сих пор считает регион оккупированной территорией.
В ноябре 2014 года отношения между Арменией и Азербайджаном резко обострились после того, как в Нагорном Карабахе азербайджанские военные сбили армянский вертолет Ми-24. На линии соприкосновения возобновились регулярные обстрелы, стороны впервые с 1994 года обвиняли друг друга в применении крупнокалиберных артиллерийских средств поражения. Сообщалось о погибших и раненых.