Ситуацию усугубило высказывание экономического советника Горбачева Абела Аганбегяна о необходимости передачи Карабаха Армении. Армяне восприняли это как сигнал, что идея пользуется поддержкой у высшего руководства СССР. К концу года неформальный референдум о воссоединении с Арменией дал уже 80 тысяч подписей. В декабре — январе эти петиции с подписями были вручены представителям ЦК КПСС и Верховного Совета СССР.
13 февраля 1988 года в Степанакерте состоялся первый митинг с требованием передачи Нагорно-Карабахской автономной области Армении. Спустя неделю митинговали уже тысячи человек. 20 февраля Народный Совет депутатов НКАО принял постановление (в форме обращения к Верховным советам СССР, Армении и Азербайджана) с просьбой об объединении области с Арменией. Это вызвало негодование азербайджанцев. С этого момента события отчетливо приобрели характер этнополитического конфликта. Азербайджанское население Нагорного Карабаха начало объединяться под лозунгами «наведения порядка».
22 февраля под Аскераном, на шоссе Степанакерт — Агдам, произошло столкновение между армянами и двигавшейся в Степанакерт толпой азербайджанцев. В ходе этого столкновения, которое стоило армянам примерно 50 раненых, были убиты двое азербайджанцев. Первый был убит азербайджанским милиционером, второго сразил выстрел из охотничьего ружья одного из армян. Это вызвало массовые демонстрации в Ереване. Число митингующих к концу дня достигло 45–50 тысяч человек. В эфире программы «Время» решение областного совета НКАО было названо инспирированным «экстремистскими и националистически настроенными лицами». Такая реакция центральных средств массовой информации лишь усилила негодование армянской стороны. 26 февраля 1988 года митинг в столице Армении собрал почти 1 миллион человек. В тот же день начинаются первые митинги в Сумгаите (в 25 км к северу от Баку).
27 февраля 1988 года, выступая по Центральному телевидению СССР, заместитель Генерального прокурора А.Ф. Катусев (находящийся тогда в Баку) упомянул о национальности убитых в столкновениях под Аскераном. В последующие часы в Сумгаите начался армянский погром, продлившийся три дня. Точные цифры погибших спорны. Официальное расследование сообщило о 32 убитых — 6 азербайджанцев и 26 армян. Армянские источники указывают на то, что эти данные были многократно занижены. Сотни человек были ранены, огромное количество подверглось насилию, пыткам и издевательствам, многие тысячи стали беженцами. Своевременного расследования причин и обстоятельств погромов, установления и наказания провокаторов и непосредственных участников преступлений не было проведено, что, несомненно, привело к эскалации конфликта. На судебных процессах убийства квалифицировались как убийства из хулиганских побуждений. Государственный обвинитель В.Д. Козловский заявил, что наравне с армянами в Сумгаите пострадали и представители других национальностей. По делу было осуждено около восьмидесяти человек. Один из осужденных, Ахмед Ахмедов, был приговорен к смертной казни.
Сумгаитский погром вызвал бурную реакцию армянской общественности: в Армении начались митинги, на которых звучали требования в должной мере осудить погромы в Сумгаите и опубликовать полный список жертв, а также принять решение о воссоединении НКАО и Армянской ССР.
Московские армяне активно поддержали решение соотечественников об отделении от Азербайджана и на армянском кладбище возле церкви «Сурб Арутюн» стали проходить еженедельные организованные митинги с требованием удовлетворить просьбу карабахских земляков и привлечь к ответственности организаторов сумгаитской трагедии.
Осенью 1988 года возобновились нападения на армян в Азербайджане, сопровождавшиеся их изгнанием в Армению. Наиболее крупные армянские погромы произошли в Баку, Кировабаде (Гяндже), Шемахе, Шамхоре, Мингечауре, Нахичеванской АССР. Аналогичным нападениям и насильственным депортациям подверглись и азербайджанцы, проживавшие в Армении (было убито 216 азербайджанцев, включая 57 женщин, 5 младенцев и 18 детей разного возраста; по армянским источникам, число убитых азербайджанцев не превысило 25 человек).
