Всего в первом квартале 1992 года дислоцированная в Азербайджане 4-я общевойсковая армия ВС СНГ в результате 85 нападений утратила 4 реактивных установки залпового огня, 14 танков, 96 БМП, 45 БТР и БРДМ, 2929 единиц стрелкового оружия, 836 автотранспортных средств. За этот же период Каспийская флотилия лишилась более 250 стволов стрелкового оружия, 50 автотранспортных средств. Крупные изъятия оружия и боеприпасов имели место в частях ПВО и погранвойсках. Не обошлось и без убитых: так, только в январе — апреле в 4-й армии погибло 20 военнослужащих, в 104-й гвардейской воздушно-десантной дивизии (Кировабад) — 12 убитых, 49 раненых.
Аналогичные процессы происходили и в Армении. Хотя тут оружие, преимущественно, передавали официально: так, в этот период российскими военными были переданы на баланс МО Армении 39 БМП, 10 БТР и БРДМ, 8 РСЗО БМ-21«Град», 12 боевых вертолетов Ми-24 382-й вертолетной эскадрильи, несколько транспортных вертолетов Ми-8, более 6000 танковых снарядов, другие виды техники, вооружения и боеприпасов.
Одновременно армянские части в Карабахе продолжали работу по укреплению обороноспособности. Уже в марте-апреле имеющиеся в распоряжении командования силы были реорганизованы, созданы постоянные подразделения звена «рота — батальон», перераспределены имевшиеся техника и вооружение.
На танкоопасных восточном и юго-восточном направлениях (Аскеран, Мартуни, Гадрут) спешно сооружались так называемые «укрепленные районы», которые представляли собой несколько оборонительных рубежей с долговременными огневыми сооружениями и прикрытием из минно-взрывных и инженерных заграждений.
Снабжение группировки в Карабахе (доставка боеприпасов, горючего, предметов материально-технического обеспечения, ротация личного состава, переброска подкреплений) по-прежнему осуществлялись исключительно по воздуху с территории Армении гражданскими самолетами Як-40, Ан-2 и вертолетами Ми-8. Для этого использовались аэропорт Ходжалы, а также вертолетные площадки Степанакерт и Колатаг. Однако для ведения наступательных операций снабжения явно не хватало, поэтому армянское командование приняло решение сосредоточить усилия на захвате г. Шуша и последующем обеспечении наземного сообщения территории Карабаха с Арменией.
Таким образом, весной 1992 года эпицентр войны сместился в Шушу. На тот момент город представлял собой практически единственный серьезный пункт азербайджанского сопротивления. Во-первых, из-за своего стратегического положения (контроль дороги из Карабаха в Армению), во-вторых, из-за наличия большого количества людских резервов (именно в Шуше осело большинство азербайджанцев, изгнанных из окрестных деревень). Если бы азербайджанцы сумели здесь удержаться, они могли бы еще надеяться, что карабахские армяне будут в конце концов вынуждены искать компромисс и пойдут на мирные переговоры.
Однако парадоксальность ситуации заключалось в том, что и сам город был в осаде, — попасть в него наземным транспортом можно было только с запада, через Лачин, находящийся в непосредственной близости от Армении.
Прибывший 20 января в Шушу второй за историю независимого Азербайджана министр обороны Таджеддин Мехтиев не смог реально помочь защитникам города. В его заслуги можно поставить только обреченную на провал вылазку из Шуши с целью захвата армянской деревни Каринтак, которую азербайджанцы называют Дашалты. Отряд под его командованием попал в засаду, в завязавшемся бою около 70 солдат погибли. После столь сокрушительного разгрома министр обороны покинул Шушу и вскоре был отстранен от должности.
В начале февраля в Шушу был направлен новый военный руководитель — Рагим Газиев. Он не был профессиональным военным, в гражданской жизни являлся простым преподавателем математики. В то же время он умел много и страстно говорить, но идеи его были далеки от практики. Ему так и не удалось объединить 4 разрозненные вооруженные группы, находившиеся под его командованием. Их командиры не доверяли друг другу настолько, что даже не поддерживали радиоконтактов.
Как не раз бывало на этой войне, политические междоусобицы в Азербайджане снова отрицательно сказались на обороне Шуши. Обещанное подкрепление так и не прибыло, мало того, в марте Газиева назначили министром обороны, и он вернулся в Баку.
В апреле была предпринята попытка сформировать новую «шушинскую бригаду» под руководством подполковника Эльбруса Оруджева, кадрового армейского офицера. Однако и тут не обошлось без накладки — из-за острой нехватки кадров его помимо Шуши «попутно» назначили военным комендантом еще 3 городов — Лачина, Кубатлы и Зангелана, что было невероятно тяжелым бременем ответственности для одного человека. Кроме того, когда он прибыл в Шушу, в частях гарнизона уже начался разброд и шатания, и многие солдаты и ополченцы вместе со своими семьями массово покидали город.
Стоит отметить, что армяне между тем времени зря не теряли и за короткий период смогли собрать все свои силы «в кулак» для решения ключевой задачи. Возглавил армянские отряды талантливый военачальник Аркадий Тер-Татевосян по прозвищу «Командос».
Первой пробой сил было сражение в конце апреля за так называемую 26-ю высоту в пригороде города. Несмотря на огромные потери, азербайджанцам не удалось выбить противника с господствующей высоты.
В начале мая все было готово к штурму Шуши, который отложили на несколько дней, видимо, из-за плохой погоды (по другой версии, штурм приурочили к визиту президента Армении Тер-Петросяна в Иран).
За 2 дня до наступления связь Шуши с внешним миром была отрезана. А непосредственно сам штурм начался в 2 часа 30 минут 8 мая. По воспоминаниям Тер-Татевосян, по его расчетам, вся операция должна была занять 3–4 дня. Армянское командование всерьез рассчитывало на психологический аспект: считалось, что наступление посеет панику среди защитников города и заставит их покинуть город без боя. Об этом свидетельствовал, например, тот факт, что дорогу на запад из Шуши не блокировали, находившимся там подразделениям был отдан приказ не стрелять в людей, бегущих из города, однако блокировать возможный подход подкреплений. Одним из тех, кто находился на этой позиции, был и Роберт Кочарян — будущий президент Армении.
Еще одно штурмовое подразделение получило приказ закрепиться на высокой скале над Каринтаком, но помешала плохая погода. Таким образом, основное бремя наступательной операции легло на плечи тех армянских солдат, которые подходили к городу по горным тропам с севера и востока.
Днем развернулись ожесточенные бои за шушинскую телевизионную башню на северной окраине города и за здание тюрьмы на востоке. В ходе боев произошли и первые в истории карабахской войны встречные танковые бои.
Широко освещался в СМИ случай танковой дуэли двух Т-72: армянского экипажа Гагика Авшаряна и азербайджанского Альберта Агарунова. В районе северных подступов к городу с расстояния 350 метров азербайджанский экипаж сработал эффективнее и после 3 попаданий армянский танк загорелся. В итоге командир армянского экипажа получил сильнейшие ожоги, но выжил, а вот остальные 2 человека погибли. Однако победитель этой схватки не пережил войны и погиб в этот же день в бою на дороге между Шушой и Лачином.
К вечеру защитники города решили, что атака армян отбита. Один из защитников города утверждал, что основанием для этого стал радиоперехват, согласно которому, русский командир по прозвищу «Казак» якобы отдал приказ отступить от города.
При этом наметившуюся оперативную паузу азербайджанцы использовали не для укрепления своих позиций, а для массового бегства — к концу дня эвакуация приобрела стихийный характер.
Первые армянские отряды вошли в брошенную Шушу только утром 9 мая, потому как существовало опасение, что внезапно затихший город может оказаться очередной ловушкой противника.
Только 10 мая в город вошли основные части. В Шуше армянское командование ожидала масса сюрпризов: так, в хаосе отступления азербайджанцы не взорвали склад боеприпасов с ракетами для установки «Град», находившийся в единственной армянской церкви города — Казанчецоц.
В целом бои за Шушу продлились всего один день, но в ходе них погибло, вероятно, около 300 человек. При этом, как часто бывает в таких случаях, данные сторон расходятся — Тер-Татевосян оценивает потери армян в 58 человек убитыми, а азербайджанцев — 200 человек. Один из бойцов ОПОНа Эльдар Оруджев утверждает, что армян погибло больше, а собственные потери составили 159 человек убитыми и 22 пропавшими без вести.
В течение последующей недели армянские части продолжили развивать удачно начавшееся наступление, выполняя вторую стратегическую цель — установление наземного коридора с Арменией. В итоге к 18 мая сходящимися ударами из районов г. Горис (Армения) и Шуша (Карабах) карабахские армяне установили контроль над г. Лачин и проходящей через него стратегически важной автомобильной дорогой.
