Tới tháng 10 năm 1993, Aliev chính thức được bầu làm Tổng thống, hứa hẹn mang lại trật tự trong xã hội, cũng như tái chiếm lại các vùng bị mất. Tháng 10, Azerbaijan gia nhập Cộng đồng các quốc gia độc lập SNG. Mùa đông năm đó cũng giống như năm trước, với hai phía thu nhặt củi đốt và thực phẩm dự trữ. Hai nghị quyết của UNSC được thông qua, (874 và 884), trong các tháng 10 và 11, và mặc dù trong đó nhấn mạnh các điểm trong hai nghị quyết trước đó, công nhận Nagorno-Karabakh như một bên tham chiến.[55]

Đầu tháng 1, lực lượng Azerbaijan và quân du kích Afghan tái chiếm một phần quận Fizuli, bao gồm cả đầu mối đường sắt Horadiz trên biên giới với Iran, nhưng không chiếm được thị trấn Fizuli.[61] Ngày 10 tháng 1 năm 1994, quân Azerbaijan mở chiến dịch tiến công nhằm vào khu vực Mardakert để tái chiếm phần phía bắc Karabakh, họ thành công trong việc tiến chiếm một số vùng ở phía bắc và nam Karabakh nhưng rồi bị chặn lại. Cộng hòa Armenia bắt đầu chuyển tân binh cùng với quân chính quy và quân của Bộ Nội vụ để chặn bước tiến của quân Azerbaijan ở Karabakh.[62] Để tăng cường lực lượng chiến đấu, chính quyền Armenia ra sắc lệnh động viên trong vòng 3 tháng tất cả đàn ông dưới 45 tuổi, và thậm chí tiến hành cả việc truy quét bắt thanh niên để đưa vào quân đội. Quân Azerbaijan bắt được làm tù binh cả một số quân chính quy Armenia đang tại ngũ.

Chiến dịch tấn công của Azerbaijan trở nên ngày càng khốc liệt, với việc họ tuyển mộ cả thiếu niên chỉ 16 tuổi, không được huấn luyện, hay chỉ được huấn luyện rất sơ sài để tung vào các cuộc tấn công biển người vô hiệu quả, chiến thuật này từng được quân Iran sử dụng thành công trong cuộc Chiến tranh Iran-Iraq. Trong hai chiến dịch mùa đông, quân Azerbaijan mất tới 5000 binh lính, trong khi Armenia chỉ mất chừng vài trăm người.[13] Chiến dịch chính của phía Azeri nhằm tái chiếm quận Khelbajar, đe dọa trực tiếp hành lang Lachin. Cuộc tiến công lúc đầu chỉ gặp sự kháng cự yếu ớt, và quân Azeri chiếm được đèo Omar. Tuy nhiên, khi quân Armenian phản kích, các trận giao tranh đẫm máu diễn ra và quân Azeri bị đánh bại nặng nề. Mấy lữ đoàn quân Azeri bị cô lập khi quân Armenians tái chiếm lại được đèo Omar, và cuối cùng bị bao vây và tiêu diệt hoàn toàn.

Trong khi tình hình chính trị tại Azerbaijan tiếp tục bất ổn, phần lớn binh sĩ Armenia tại Karabakh cho biết các binh lính Azeris mất tinh thần, không có mục tiêu và động cơ chiến đấu.[63] Giáo sư Nga Georgiy I. Mirsky cũng đồng tình với nhận định đó, ông nói "Karabakh không có giá trị với người Azerbaijan như với người Armenia. Có lẽ đó là lý do, mà những thanh niên tình nguyện từ tận nội địa Armenia cũng hăng hái xung phong chiến đấu và hy sinh cho mảnh đất Karabakh hơn là người Azerbaijan."[64] Thực tế này được phản ánh bởi một phóng viên, ghi lại là "Tại Stepanakert, không tài nào có thể tìm được một người đàn ông nào - dù là quân tình nguyện hay người địa phương, mà không mặc quân phục. [Ngược lại] ở Azerbaijan, thanh niên trong độ tuổi quân dịch thì lại la cà trong các quán cà phê."[65] Trước khi mất năm 1989, Andrei Sakharov cũng đồng tình với nhận xét này, và ông có câu nói nổi tiếng: "Với Azerbaijan, vấn đề Karabakh chỉ là lòng tham, còn với người Armenia ở Karabakh, đó là vấn đề sinh tử."[66]

Lệnh ngưng bắn 1994

Sau sáu năm chiến tranh ác liệt, cả hai phía đều đã sẵn sàng ký lệnh ngưng bắn. Azerbaijan, sau khi đã cạn kiệt nguồn nhân lực, phải nhờ vào Nga hoặc CSCE đưa ra giải pháp ngưng bắn, vì các chỉ huy Armenia tuyên bố họ không có bất kỳ trở ngại nào trên đường thẳng tiến về Baku. Đường biên giới mới tuy vậy, chỉ hạn chế tại Karabakh và các tỉnh giáp gianh. Các kênh liên lạc ngoại giao giữa Armenia và Azerbaijan được tăng cường trong tháng 5.[13] Các trận đánh cuối cùng của trận chiến diễn ra gần Shahumyan trong một loạt các cuộc chạm trán giữa quân Armenia và Azeri tại Gulistan.

Ngày 15 tháng 5, lãnh đạo của Armenia, Azerbaijan, Nagorno-Karabakh và Nga gặp mặt tại Moscow để ký hiệp định ngưng bắn. Tại Azerbaijan, nhiều người hoan hỉ đón mừng lệnh ngưng bắn, trong khi nhiều người khác muốn lực lượng gìn giữ hòa bình đóng tại khu vực đó không phải là quân Nga. Các cuộc giao tranh lẻ tẻ tiếp tục tại một số nơi, nhưng tất cả các phe đều xác nhận họ quyết tâm tôn trọng lệnh ngưng chiến.[67]