В результате погромов к началу 1989 года из Армении бежали все азербайджанцы и значительная часть курдов, из Азербайджана — все армяне, кроме проживавших в Нагорном Карабахе и отчасти в Баку. В НКАО с лета происходили постоянные вооруженные столкновения, а власти области отказались подчиняться Азербайджану. Была создана неформальная организация — так называемый комитет «Крунк», который возглавил директор Степанакертского комбината стройматериалов Аркадий Манучаров. Его заявленные цели — изучение истории края, его связей с Арменией, восстановление памятников старины. На деле комитет взял на себя функции организатора массовых акций. В Степанакерте прекратили работу почти все предприятия, каждый день проводились шествия по улицам города и массовые митинги. Из Армении в Карабах ежедневно приезжали сотни людей. Между Степанакертом и Ереваном был организован воздушный мост, а число авиарейсов порой доходило до 4–8 в день.
12 июля областной Совет принял постановление о выходе из состава Азербайджанской ССР. В январе 1989 года Москва частично вывела НКАО из-под управления Азербайджана, введя там режим чрезвычайного положения и создав Комитет особого управления во главе с А.И. Вольским. В Ереване были арестованы члены «Комитета Карабах» во главе с будущим президентом Армении Левоном Тер-Петросяном.
28 ноября 1989 года Карабах был возвращен под фактическую власть Азербайджана: вместо Комитета особого управления был создан Организационный комитет, подчиненный ЦК Компартии Азербайджана. Оргкомитету была подчинена комендатура района чрезвычайного положения. Со своей стороны, 1 декабря 1989 года объединенная сессия армянского Верховного Совета и областного совета НКАО провозгласила объединение Нагорного Карабаха с Арменией.
15 января 1990 года было введено чрезвычайное положение. В Нагорный Карабах и Шаумяновский район были введены части внутренних войск. С этого момента, по утверждениям армян, их положение резко ухудшилось, так как режим чрезвычайного положения осуществляли также и азербайджанские формирования, сознательно стремившиеся сделать жизнь армян в НКАО невыносимой. Однако боевым столкновениям чрезвычайное положение не мешало: за это время армянские боевики провели свыше 200 операций.
На армяно-азербайджанской границе фактически начались боевые действия. Так, по армянским данным, к июню 1990 года численность «фидаинов» на территории Армении составляла около 10 тысяч человек. На их вооружении находились до 20 единиц бронетехники (БТР и БРДМ), около 100 ракетных установок, несколько десятков минометов, более 10 вертолетов.
Кроме того, в Армении был сформирован полк спецназа МВД (сначала 400 бойцов, в дальнейшем разросся до 2700). Сопоставимыми силами располагали и азербайджанские формирования, организовавшиеся прежде всего так называемым Народным фронтом Азербайджана (НФА).
В середине января 1990 года азербайджанские экстремисты устроили в Баку новые погромы остававшихся армян (к этому времени их осталось около 35 тысяч человек). Москва не реагировала несколько дней, пока не возникла угроза органам власти. Лишь после этого части армии и внутренних войск жестко подавили НФА. Эта акция привела к многочисленным жертвам среди гражданского населения Баку, пытавшегося помешать вводу войск.
В апреле — августе 1991 года части Советской Армии совместно с азербайджанским ОМОНом проводили акции по разоружению карабахских селений и насильственной депортации их жителей в Армению (операция «Кольцо»). Таким образом было депортировано 24 деревни. Однако после 22 августа всякое воздействие Москвы на события в Карабахе прекратилось. Карабахские армяне, создавшие собственные «отряды самообороны», и Азербайджан, имевший в тот момент в своем распоряжении лишь милицию и ОМОН, оказались один на один друг против друга. 2 сентября 1991 года карабахские армяне провозгласили создание Нагорно-Карабахской Республики (в составе СССР). В ноябре 1991 года Верховный Совет Азербайджана принял постановление о ликвидации автономии НКАО. Со своей стороны, армяне провели 10 декабря референдум о независимости и официально провозгласили создание независимого государства. Началась война, впоследствии переросшая в войну между Азербайджаном и Арменией.
