Au milieu des années 1980, la politique de perestroïka et de glasnost de Mikhaïl Gorbatchev permit d’aborder ouvertement des questions longtemps passées sous silence. En Arménie, il s’agissait notamment de préoccupations écologiques, comme les rejets des usines chimiques d’Erevan et la sûreté de la centrale nucléaire de Metsamor, mais avant tout de la question du Haut-Karabagh. La majorité de la population de la région autonome était arménienne ; depuis des décennies, elle se plaignait de discriminations culturelles et économiques et souhaitait le rattachement à l’Arménie.
Le 20 février 1988, le soviet régional du Haut-Karabagh adopta une résolution demandant le transfert de la région de l’Azerbaïdjan à l’Arménie. Des rassemblements de plusieurs milliers de personnes commencèrent à Stepanakert et à Erevan, et des centaines de milliers de personnes se réunissaient sur la place du Théâtre d’Erevan, aujourd’hui place de la Liberté. La direction du mouvement fut assurée par le comité « Karabagh », composé pour l’essentiel de scientifiques et d’intellectuels. Moscou refusa toute modification des frontières.
Du 27 au 29 février, des pogroms visant les Arméniens eurent lieu dans la ville azerbaïdjanaise de Soumgaït. Selon les chiffres officiels soviétiques, 32 personnes furent tuées, dont 26 Arméniens, mais de nombreux témoins et chercheurs estiment que le nombre réel fut plus élevé. Par la suite, des violences eurent lieu à Gandzak, alors appelée Kirovabad, puis en janvier 1990 à Bakou. La tension et la peur entraînèrent un déplacement massif de population dans les deux sens. Selon diverses estimations, jusqu’en 1990 quelque 350 000 Arméniens quittèrent l’Azerbaïdjan, et environ 200 000 Azerbaïdjanais quittèrent l’Arménie.
Le 7 décembre 1988, à 11 h 41, un séisme dévastateur frappa le nord de l’Arménie. La ville de Spitak fut presque entièrement détruite, et Léninakan (Gyumri), Kirovakan (Vanadzor), Stepanavan ainsi que des dizaines de villages subirent de lourds dégâts. Selon les chiffres officiels, environ 25 000 personnes périrent, des dizaines de milliers furent blessées et plus d’un demi-million se retrouvèrent sans abri. Gorbatchev écourta sa visite aux États-Unis et se rendit en Arménie, tandis que sauveteurs, médecins et aide affluaient de dizaines de pays. De nombreux bâtiments ne résistèrent pas aux secousses, et les conséquences de la catastrophe se firent sentir pendant de longues années.
Quelques jours après le séisme, les membres du comité « Karabagh » furent arrêtés et transférés à Moscou, mais sous la pression de l’opinion ils furent libérés en mai 1989. Le 1er décembre 1989, le Soviet suprême de la RSS d’Arménie adopta une décision sur la réunification de l’Arménie et du Haut-Karabagh. En 1990 eurent lieu les premières élections législatives libres, et en août l’historien Levon Ter-Petrossian, membre du comité, fut élu président du Conseil suprême. Le 23 août, le Conseil adopta la Déclaration d’indépendance, qui ouvrit la voie à un État indépendant.
En 1991, la crise de l’Union soviétique s’aggrava. L’Arménie ne participa pas au référendum pansoviétique de mars sur le maintien de l’Union. Au printemps et en été, lors de l’opération « Anneau », les forces soviétiques et azerbaïdjanaises déportèrent de force les habitants de dizaines de villages arméniens du Haut-Karabagh et des districts voisins ; beaucoup furent tués ou arrêtés. Après l’échec de la tentative de putsch à Moscou en août, l’effondrement de l’URSS devint inévitable. Le 2 septembre, le soviet régional du Haut-Karabagh et le soviet du district de Chahoumian proclamèrent la République du Haut-Karabagh.
Lors du référendum du 21 septembre 1991, plus de 99 % des votants se prononcèrent pour un État démocratique indépendant hors de l’URSS. Le 23 septembre, le Conseil suprême proclama l’indépendance de la République d’Arménie, et le 16 octobre Levon Ter-Petrossian fut élu premier président du pays. En décembre, l’Union soviétique cessa d’exister, et après environ 70 ans l’Arménie redevint un État indépendant, mais dans les dures conditions de la guerre, du blocus et d’une économie ruinée par le séisme.
