С начала 1991 года руководство Азербайджана развернуло новое наступление на права армянского населения НКАО и Шаумянского района. 2 января Азербайджанское телевидение передало указ президента Азербайджана Аяза Муталибова о введении президентского правления в НКАО и прилегающих к ней азербайджанских районах. В области появились листовки с ультимативным требованием к армянскому населению в кратчайшие сроки покинуть пределы Нагорного Карабаха.

14 января президиум Верховного Совета Азербайджана принял решение об объединении двух соседних районов – армянского Шаумянского и азербайджанского Касум-Исмайловского – в один с названием Геранбойский. Цель руководства Азербайджана была очевидна – ликвидировать еще один армянский район, депортировав его коренное население и заселив армянские села азербайджанцами. К этому времени в Шаумянском районе проживало около 20 тысяч человек, 82 процента которых составляли армяне.
22 января ОМОН Азербайджана в грубой форме задержал в аэропорту Степанакерта и отправил в Баку группу депутатов Верховного Совета РСФСР, прибывшую по заданию ВС России с целью изучения ситуации в области.
Обстановка в Нагорном Карабахе и близлежащих армянских районах все более накалялась. В ряду известных карательных мер против армянского народа значится операция \"Кольцо\", проведенная в конце апреля – начале мая 1991 года совместными силами Отрядов милиции особого назначения Азербайджана и МВД СССР. Под прикрытием \"проверки паспортного режима\" был осуществлен беспрецедентный акт государственного террора, преследующий цель обезглавить Движение, уничтожить национальное единство. Первыми жертвами стали жители армянских сел Геташен и Мартунашен Ханларского района Азербайджана. Мужское население было вывезено в неизвестном направлении, \"проверка паспортного режима\" сопровождалась насилием, грабежом, разбоем. В трехнедельный срок депортации подверглось население 24 карабахских сел: двух – в Ханларском, трех – в Шаумянском, пятнадцати - в Гадрутском и четырех – в Шушинском районах. В результате этих акций в Карабахе и приграничье Армении было убито 100 с лишним человек, взято в заложники несколько сотен людей.
24 апреля Председатель Верховного Совета Армении направил письмо руководителям СССР с просьбой принять срочные меры для защиты и обеспечения гарантий безопасности армянского населения региона. 3 мая к Президенту СССР М. Горбачеву с аналогичной просьбой обратился партийный актив Армении. 4 мая состоялись встречи Президента Армении Л. Тер-Петросяна с М. Горбачевым и Президентом России Б. Ельциным, однако они оказались безрезультатными. Войска МВД СССР и азербайджанские омоновцы по-прежнему продолжали карательные операции. Со всей очевидностью развитие событий шло к широкомасштабной войне.
6 мая Верховный Совет СССР обсуждал требование Армении о созыве съезда народных депутатов СССР в связи с резким обострением обстановки в НКАО и азербайджано - армянских отношений. Было принято решение продолжить обсуждение проблемы в Комиссии Совета Национальностей ВС СССР. Между тем, в этот же день из Геташена на военных вертолетах в Степанакерт были доставлены 700 беженцев- армян.
Запланированный на 7 мая общественными организациями митинг протеста в Степанакерте был запрещен военной комендтурой. Накануне по городу разъезжали БТРы с громкоговорителями, оповещая народ, что в случае неповиновения будет применено оружие.
В связи с критической ситуацией в Нагорном Карабахе исполком областного Совета объявил чрезвычайное положение в области, о чем поставил в известность мировую общественность. В тот же день исполком обратился к ООН и руководству ряда стран мира с просьбой предоставить армянскому населению НКАО политическое убежище и тем самым спасти его от физического уничтожения.
19 июня 1991 года состоялось расширенное заседание исполкома облсовета, на котором были разработаны меры по стабилизации политической и экономической ситуации в области. Руководство приняло решение добиться восстановления полномочий Совета народных депутатов НКАО, провести новые выборы областного Совета, выработать программу выживания Арцаха и тщательно подготовиться к вооруженному сопротивлению агрессии Азербайджана. Была образована представительная делегация для переговоров с азербайджанским руководством. В результате состоявшихся в Баку переговоров удалось установить временный мир.
24 июня делегация НКАО вылетела в Москву для встречи с руководством страны с целью рассмотрения вопроса восстановления функций областных органов власти и возможного диалога с азербайджанской стороной о мирном урегулировании карабахского конфликта. 29 июня делегацию принял вице-президент СССР Г. Янаев, который одобрил ее инициативу и обещал оказать содействие диалогу и мирному решению карабахской проблемы. Попытки делегации встретиться с президентом СССР М. Горбачевым успеха не имели. В тот же день представители НКАО были приняты председателем Верховного Совета СССР А. Лукьяновым, который высказался за необходимость восстановления областного Совета народных депутатов и обещал направить в Нагорный Карабах делегацию Верховного Совета для изучения положения. Состоялись также встречи с министром обороны СССР Д.Язовым, министром внутренних дел Б.Пуго, заместителем генерального прокурора СССР Трубиным, бывшим министром иностранных дел СССР Э.Шеварднадзе. Однако эти встречи не дали практических результатов.
Азербайджанское руководство продолжало политику депортации армянского населения, выдавая ее за добровольное переселение. Эта акция сопровождалась применением грубой силы и оружия, убийствами и нанесением увечий, грабежом и разбоем.
19 июля состоялось заседание Нагорно- Карабахского областного Совета народных депутатов, на котором был обсужден вопрос о начале диалога с азербайджанской стороной о мирном урегулировании конфликта. 20 июля в г. Баку делегация НКАО встретилась с президентом Азербайджана А. Муталибовым, однако конкретного результата достигнуто не было.
Переломным этапом национально- освободительного движения карабахцев стало создание собственной государственности как средства обеспечения безопасности населения и территории его проживания.
2 сентября в Степанакерте состоялась совместная сессия Нагорно- Карабахского областного и Шаумянского районного Советов, которая на основе всенародного волеизъявления приняла Декларацию о провозглашении Нагорно- Карабахской Республики в границах НКАО и Шаумянского района. Практически в ответ на это азербайджанская сторона впервые подвергла Степанакерт обстрелу из ракетной установки типа \"Алазань\", что в дальнейшем обрело систематический характер.
22 сентября в Степанакерт с миротворческой миссией прибыли президенты России и Казахстана Б.Ельцин и Н.Назарбаев, которых сопровождал А.Муталибов. 23 сентября в Железноводске (Россия) по инициативе Б.Ельцина и Н.Назарбаева прошли переговоры между делегациями Армении, Азербайджана и Нагорного Карабаха по вопросу урегулирования карабахского конфликта, в результате которых было принято совместное коммюнике.
Посредническая инициатива Б.Ельцина и Н.Назарбаева не привела к улучшению ситуации в Нагорном Карабахе. Наоборот, азербайджанцы резко усилили артиллерийский обстрел и нападения на армянские населенные пункты, результатом которых стали многочисленные жертвы и разрушения.
15 октября в г. Баку прибыли представители президентов России и Казахстана для ознакомления с ходом выполнения Железноводского коммюнике. Их принял президент Азербайджана А.Муталибов, который заявил, что вопрос Нагорного Карабаха правомочен решать только Азербайджан и никто не должен вмешиваться в его внутренние дела.
Тем временем в Баку ежедневно проходили антиармянские митинги Народного фронта Азербайджана, на которых звучали призывы создать регулярную армию с целью захвата Карабаха.
26 ноября того же года Верховный Совет Азербайджана принял закон об упразднении Нагорно- Карабахской автономной области, согласно которому НКАО ликвидировалась как национально- территориальное образование, а районы Нагорного Карабаха переименовывались и переподчинялись новообразованным административным центрам. В постановлении от 28 ноября 1991г. Комитет конституционного надзора СССР осудил этот акт законодательного органа Азербайджана как нарушающий закрепленный в Конституции СССР статус НКАО.
Важным этапом национально- освободительной борьбы карабахцев стало проведение 10 декабря 1991 года общереспубликанского референдума, 99,89 процентов участников которого проголосовало за независимость Нагорно- Карабахской Республики. 28 декабря в НКР состоялись выборы в Верховный Совет республики, проходившие под интенсивным обстрелом азербайджанской армии. 6 января 1992 года новоизбранный законодательный орган НКР, исходя из неотъемлемого права народов на самоопределение и основываясь на волеизъявлении народа Нагорного Карабаха, выраженном посредством референдума, принял Декларацию о государственной независимости Нагорно- Карабахской Республики. В тот же день депутаты обратились к ООН, ко всем государствам мира с просьбой признать НКР и помочь предотвратить геноцид армян Арцаха. На следующий день сессия избрала руководителя законодательного органа республики - первым председателем Верховного Совета НКР стал 32-летний Артур Мкртчян. Председателем Совета Министров был утвержден Олег Есаян.
Воспользовавшись распадом Советского Союза, Азербайджан начал разворачивать широкомасштабные военные действия против Нагорного Карабаха. Окружавшие Степанакерт азербайджанонаселенные села были превращены в крупные военные базы, откуда из артиллерийских орудий столица республики планомерно уничтожалась. Начался беспрецедентный за всю историю карабахского конфликта обстрел из 40-ствольного реактивного миномета \"Град\" - оружия массового поражения, использование которого против гражданских населенных пунктов запрещено многочисленными международными конвенциями (впервые азербайджанская сторона использовала установку \"Град\", обстреляв райцентр Шаумян, в результате чего погибли люди, в том числе и грудной ребенок).
С того момента, когда в конце 1991 года частям бывшей 4-ой советской армии, практически не вмешивавшимся в конфликт, был дан приказ покинуть территорию Карабаха, республика осталась лицом к лицу с регулярными вооруженными формированиями Азербайджана, оснащенными современной боевой техникой и оружием, авиацией, широко использующими иностранных наемников. Арсенал азербайджанских вооруженных сил в начале 1992 года существенно пополнился за счет захваченных складов Закавказского военного округа бывшей советской армии, расположеннных на территории Азербайджана. На них хранились тысячи вагонов боеприпасов, которых, по утверждению военных экспертов, хватило бы для ведения интенсивных военных действий в течение одного года.