В начале нового 1992 г. азербайджанская армия начала крупномасштабное наступление на Карабах из Агдама, которое вскоре захлебнулось. Армяне смогли перехватить инициативу и в феврале обложили селение Ходжала. Что действительно произошло в Ходжала в течение последующих недель, до сих пор точно неизвестно. Взятие этого селения армянами при помощи 366-го полка российской армии повлекло за собой массовую гибель мирных жителей, ответственность за которую каждая из сторон возлагает на противника. Азербайджанцы уверяют, что гражданское население были уничтожено армянскими боевиками, армяне же доказывают, что колонна покинувших Ходжалу беженцев расстреляли азербайджанские солдаты на подходе к Агдаму. Установить правду в этом темном и грязном деле невозможно.
Если истинный ход событий вокруг трагедии Ходжалы до сих пор неизвестен, то их результат стал очевиден в течение нескольких дней после гибели жителей селения. Кадры, снятые на месте массового расстрела ходжалинцев и показанные на заседании Верховного Совета Азербайджана привели к отставке Муталибова. Новым президентом страны стал глава НФАЗ нахичеванец Эльчибей. Алиев пока не имел возможности вернуться в Баку, однако смог поставить во главе Азербайджана члена своего племенного союза и полностью лояльного бывшего диссидента. Благодаря репутации борца с коммунистическим режимом Эльчибей смог получить финансовую и военную помощь из Турции, которая снабжала Азербайджан вооружением, техникой и имуществом бывшей Народной армии ГДР. Одновременно Анкара предоставила Нахичевани кредит на 100 млн. долларов. Эти деньги стали трамплином, который спустя год позволили Алиеву вернуться в Баку. Ныне покойный Абульфаз Эльчибей был классической фигурой переходного периода, которому в скором времени суждено было уступить место традиционному лидеру.
Сразу после прихода НФАЗ к власти азербайджанская армия попыталась взять реванш. Однако наступление на Мартакертский, Аскеранский и Мартунинский районы были быстро остановлено. Армяне вновь перехватили инициативу и уже в мае 1992 г. смогли захватить Шуши и Лачин. Сообщение Карабаха с Арменией было восстановлено, а азербайджанцы лишились последних стратегически важных опорных пунктов в НКР.
После первого шока, вызванного поражением, Эльчибей объявил в стране мобилизацию. На помощь Азербайджану прибыли турецкие добровольцы и афганские моджахеду, в числе которых был и Хаттаб. После визита Эльчибея в Грозный в Карабах был переброшен батальон Ш. Басаева, прошедший до этого подготовку на секретной базе ГРУ. Россия вновь встала на сторону Азербайджана, однако сделала это весьма опосредованно. С одной стороны, в то время Басаев был несомненным российским агентом влияния, но с другой, сомнительно, чтобы его действия полностью контролировались из Москвы. Однако несомненно, что сразу после прихода к власти Эльчибея позиция Кремля по отношению к Баку серьезно изменилась. Практически сразу после отставки Муталибова российские командование решило вывести из Степанакерта 366-й полк, который не только вел боевые действия на стороне армян, но и служил единственных источником тяжелого вооружения для армии Карабаха. Однако это не смогло серьезно повлиять на ход боевых действий. После снятия блокады в НКР хлынуло вооружение, доставшееся Армении после раздела имущества ЗакВО.
Пользуясь перевесом в технике и живой силе в июне 1992 г. азербайджанская армия заняла Шаумяновский и часть Мардакертского районов. К сентябрю Баку удалось отбить четверть территории Карабаха. Однако операция по блокированию НКР со стороны Лачинского района с треском провалилась. Зимой 1993 г. азербайджанский корпус с большими потерями смог вырваться из окружения и горами ушел в Гянджу.