На рубеже 1992–93 гг. военно-политическая ситуация вокруг армяно-азербайджанского конфликта претерпела существенное изменение. В его основе содержались общие подвижки в политике России, нарастание силовых тенденций, реанимация традиционного южного вектора российской геополитики.
К тому времени армянским лидерам, опиравшимся на поддержку ряда группировок в руководстве РФ, удалось сформировать у российской стороны однозначное убеждение в том, что Армения является единственным союзником и последним плацдармом России в стратегически важном Кавказском регионе, рассматриваемом Москвой в качестве зоны геополитического соперничества и интенсивного проникновения соседних государств. Тем самым был обеспечен поворот российской политики в пользу Армении.
Азербайджан более не рассматривался как дружественное государство, его руководство стало считаться прозападно ориентированным (читай — антироссийским). Последовавшее ужесточение политики России в отношении Азербайджана, совпавшее по срокам с выходом российско-армянских отношений на уровень стратегического партнерства, радикально отразилось на дальнейшем ходе боевых действий.
Особый характер отношений Армения — РФ был удачно трансформирован Ереваном в военно-политический союз, обеспечив таким образом армянской стороне серьезную экономическую, финансовую, политическую, военно-техническую поддержку. В частности, была организована ускоренная подготовка национальных военных кадров в военных вузах России, продолжено обучение специалистов на объектах Группы российских войск в Закавказье, оказано содействие в развертывании армянского военно-промышленного комплекса, осуществлены крупные поставки техники, вооружения, боеприпасов, запчастей, горючего, установлена постоянно действующая связь военных ведомств.
В первую очередь были приняты меры для сведения на нет превосходства противника в воздухе: в Карабах были переброшены ЗРК «Оса» из расформированного 988-го зенитно-ракетного полка, ЗРК «Круг», а также закупленные по каналам армянской диаспоры переносные ЗРК «Мистраль» французского производства.
Зимой 1992–93 гг., несмотря на тяжелый экономический кризис и блокадные условия, Армения резко активизировала военные усилия по подготовке к перелому в ходе боевых действий. Была обеспечена внутренняя стабильность, созданы условия для осуществления очередного крупномасштабного воинского призыва (ноябрь-декабрь 1992 г.). Были сформированы, вооружены и подготовлены новые регулярные воинские части, введена служба по контракту, осуществлен призыв офицеров запаса, расширен процесс вербовки военных специалистов в государствах СНГ.
На фоне резкого усиления армянской военной машины провал январского наступления 1993 года создал в азербайджанской армии весьма напряженную ситуацию. В очередной раз внесли свою лепту и политические трения внутри общества — так, в январе с фронта без согласия бакинских властей были отведены части 2-го армейского корпуса полковника С. Гусейнова. Выведенные в район г. Гянджа боеспособные части и техника были заменены менее подготовленными территориальными формированиями ополчения. По всей видимости, этот фактор стал решающим в выборе срока и направления удара армянских частей.
5 февраля 1993 года Армия Обороны НКР после массированной артподготовки начала широкомасштабное наступление в северном секторе фронта в районе населенного пункта Чылдыран. В операции задействовались крупные силы при поддержке бронетехники, артиллерии, РСЗО, минометов, боевых вертолетов. К исходу третьих суток армянские части продвинулись на 10 километров в северном направлении к Сарсангскому водохранилищу, где были остановлены контратакой азербайджанской десантно-штурмовой бригады.
13–14 февраля после перегруппировки сил армянские формирования возобновили наступление, перерезав автомобильную дорогу Тертер — Кельбаджар. К 23 февраля армянские части вышли в район плотины Сарсангской ГЭС. Линия фронта снова стабилизировалась, боевые действия приняли позиционный характер.
Не сумев после месяца непрерывных атак добиться перелома на мардакертском участке фронта, армянское командование перенесло усилия на другое направление.
С санкции высшего военно-политического руководства Армении было принято решение о фактической оккупации Кельбаджарского района Азербайджана. При выборе места наступления учитывались фактор полной географической изоляции района от остальной территории Азербайджана, его уязвимое положение между территориями Армении и Карабаха, а также незначительная численность личного состава и техники дислоцированной здесь азербайджанской бригады, имевшей ограниченные возможности для усиления и снабжения по воздуху. В ходе операции предполагалось ликвидировать позиции азербайджанской армии к северу от лачинского перешейка, а также пробить второй коридор между Арменией и Карабахом в дополнение к существующему.
27 марта достаточно крупные силы карабахской армии начали наступление с целью захвата Кельбаджарского района. Боевые действия развернулись сразу на 4 направлениях: по всей видимости, основной удар был нанесен из Варденисского района Армении, а вспомогательные — из Джермукского района Армении, северо-западного сектора Карабаха и лачинского коридора. Наступление поддерживалось достаточно значительным, по меркам той войны, количеством танков, артиллерии, РСЗО «Град» и в некоторой степени авиацией. Через 72 часа после начала наступления армянские части, заняв господствующие высоты, вышли на подступы к райцентру, захватив стратегически важный туннель на автодороге Лачин — Кельбаджар.
Азербайджанские подразделения, действовавшие в районе лачинского коридора, оказались неготовыми к такому развитию событий и вскоре начали отступление, при этом сознательно или нет, но для выхода из окружения они рассредоточились мелкими группами и, используя горно-лесистую местность, смогли просочиться в тыл. Азербайджанские части, дислоцированные в районе г. Кельбаджар, смогли оказать некоторое сопротивление, во многом благодаря практически непрерывной поддержке с воздуха.
К вечеру 2 апреля после ожесточенных боев армянские части заняли Кельбаджар. Оставшийся в строю личный состав азербайджанских подразделений беспорядочно отошел из Кельбаджарского района в северном направлении через перевалы Муровдагского хребта. Часть бронетехники (до 15 танков и БМП) застряла на перевалах из-за глубокого снежного покрова и была просто брошена или уничтожена собственными экипажами.
Таким образом, в результате проведения кельбаджарской операции армянская группировка в Верхнем Карабахе обеспечила себе достаточную глубину оперативного и стратегического тыла, а также более надежное территориальное сообщение с Арменией. В этих условиях 6 апреля 1993 года азербайджанское руководство объявило чрезвычайное положение в масштабах государства, начав мобилизацию призывников и резервистов. Военному командованию были отданы распоряжения по подготовке контрнаступления в предстоящий летний период.
В начале апреля армянские войска активизировали боевые действия на южном участке фронта, кроме того, ими было предпринято несколько серьезных попыток наступления на райцентр Физули, в ходе которых под угрозой оказались коммуникации, связывающие юго-западный регион (Губадлы, Зангилан, Джебраил) с остальной территорией Азербайджана. В результате контрнаступления, предпринятого частями переброшенной из Баку бригады президентской гвардии, местной пехотной бригады, 2-го пограничного отряда, карабахские части, не получившие нужной поддержки, отошли на исходный рубеж. К 20 апреля ситуация на этом участке фронта стабилизировалась.