Уже 10 декабря 1993 года этот план начал воплощаться в жизнь. Поначалу все шло удачно, но, начиная с 15 декабря, азербайджанские войска приступили к последовательным контрнаступлениям сразу на 5 направлениях — физулинском, ходжавендском, агдамском, мардакертском и кельбаджарском.

Основной удар азербайджанские части наносили из района Бейлаган в направлении Горадиз, Физули. Боевые действия развернулись в степной зоне, и в этих условиях азербайджанские части прорвали оборону противника и начали продвижение вглубь Физулинского района под прикрытием огня ствольной и реактивной артиллерии.

Таким образом, к началу января 1994 года азербайджанцы заняли 11 населенных пунктов и участок азербайджано-иранской границы протяженностью более 40 километров.

8 января части 702-го полка, сломив сопротивление противника, с боями вошли в Горадиз, заняв поселок, железнодорожную станцию и стратегически важный Худаферинский мост через реку Аракс. К концу января азербайджанские войска, преодолевая возрастающее сопротивление армянских частей, вышли на подступы к райцентрам Физули и Джебраил, где, однако, были остановлены контратакой.

На центральном участке фронта в районах Ходжавенд и Агдам контрнаступление было остановлено, и существенных изменений в положении сторон не произошло. А вот в секторе Тертер — Агдере азербайджанские части заняли 3 населенных пункта и продвинулись к Сарсангскому водохранилищу, где были остановлены к 31 декабря контратаками карабахцев.

На северном участке фронта 20 января части 701-й азербайджанской бригады с боями перешли Муровдагский горный хребет через Омарский перевал и вошли в Кельбаджарский район. Им удалось достичь локальных успехов: занять 12 населенных пунктов и перерезать дорогу Кельбаджар — Агдере, однако после того, как на территорию района были выдвинуты оперативные резервы командования вооруженных сил Армении (части 555-го мотострелкового полка, 7-го гюмринского и 9-го эчмиадзинского укрепленных районов), переброшенные из-под Вардениса.

По азербайджанским данным, 21–22 января один из батальонов 9 УР попал в засаду в районе населенного пункта Чаплы и был разгромлен. По официальным азербайджанским данным, было уничтожено до 200 армянских военнослужащих. Значительные потери понесли также другие армянские части.

Однако уже с 13 февраля азербайджанцы, попав в тяжелейшие условия, без тыловой поддержки начали беспорядочное отступление на исходные позиции севернее Муровдагского хребта.

В период операции после продолжительного перерыва вновь активизировались ВВС Азербайджана. Авиация наносила ракетно-бомбовые удары по позициям, населенным пунктам, коммуникациям и маршрутам выдвижения резервов противника.

Азербайджанское наступление, несмотря на огромные потери, все-таки оказало воздействие на ход конфликта: были освобождены значительные участки ранее оккупированной территории, в результате взятия Горадиза восстановлено сообщение Азербайджана с Нахичеваном (через территорию Ирана).

Оперативная пауза второй половины февраля завершилась 3 марта срывом очередного соглашения о прекращении огня и переходом армянских войск в наступление на южном участке фронта по трем направлениям в районе г. Физули. Целью операции являлось восстановление контроля над транспортным узлом Горадиз и отвлечение азербайджанских сил от центрального участка фронта в связи с планировавшимся на этом участке наступлением. После нескольких попыток прорыва азербайджанской обороны армянские части с потерями отошли на исходный рубеж.

В апреле 1994 года военная ситуация в зоне армяно-азербайджанского конфликта резко обострилась. Армянскими военными была спланирована широкомасштабная военная операция, замысел которой состоял в прорыве обороны азербайджанской армии в районе г. Тертер, последовательном захвате этого населенного пункта, городов Барда, Евлах, отсечении северо-западного региона Азербайджана от остальной территории республики.

Ценой значительных усилий армянскому командованию удалось создать наступательную группировку сил. В стране была проведена скрытая мобилизация под видом очередного призыва и трехмесячных военных сборов офицеров запаса и студентов высших учебных заведений. В зону конфликта были переброшены: дополнительная техника, вооружение, боеприпасы, горючее, а также вновь сформированные части (эчмиадзинский полк, горисский, абовянский, гюмринский и другие батальоны), укомплектованные слабо обученным личным составом, в том числе военнослужащими старших призывных возрастов и сотрудниками милиции. При разработке плана операции армянское командование опиралось на разведывательную информацию о расположении азербайджанских сил, полученную из внешних источников, включая данные космической и радиотехнической разведок, предоставленные Россией.

Наступление началось в ночь на 10 апреля. Удары наносились по трем расходящимся оперативным направлениям из района Мардакерта к г. Тертер, а также западнее (сектор Полистан — Талыш) и южнее этого населенного пункта. На основном участке были введены в бой до 2 тысяч военнослужащих и 30 единиц бронетехники (из них 17 танков) из состава 83-й мотострелковой бригады и степанакертского мобильного полка, поддержанные огнем ствольной и реактивной артиллерии.

Несмотря на использование фактора внезапности, армянским войскам не удалось добиться расчленения боевых порядков азербайджанской армии, выйти на оперативный простор и создать условия для ввода в бой сил второго эшелона. Азербайджанское командование, опираясь на укрепленный район г. Тертер, организовало жесткую оборону, нанося контрудары и обеспечивая массированное огневое воздействие силами артиллерии, штурмовой авиации и боевых вертолетов на группировку войск противника.

В течение 16 апреля — 6 мая армянское командование, не считаясь с потерями, произвело 5 повторных попыток прорыва линии фронта, введя в бой 5-ю мотострелковую бригаду и отдельный мотострелковый батальон «Тигран Мец». Несмотря на постоянную переброску дополнительных сил, армянской стороне не удалось добиться перелома в свою пользу. Азербайджанские войска сохранили основные оборонительные позиции, отдельные тактические прорывы были блокированы и частично ликвидированы. Под контроль армян перешли ограниченные участки территории с несколькими населенными пунктами севернее г. Агдам и к западу от г. Тертер.

19 апреля азербайджанские части предприняли отвлекающий контрудар на южном участке фронта в физулинско-джебраильском секторе, разгромив отдельный разведывательный батальон вооруженных сил Армении. Были предприняты действия также и на других направлениях, в том числе в районе перевала Омар.

Начиная с 12 мая, активные боевые действия на линии боевого соприкосновения прекратились. Свертывание военных операций совпало по времени с резкой активизацией усилий России по прекращению огня, сопровождавшейся давлением на азербайджанскую сторону.

В марте была проведена операция Кавказского особого пограничного округа по полному закрытию российской границы с Азербайджаном силами четырех погранотрядов общей продолжительностью 20 суток. В результате, в конце апреля — начале мая в период развертывания армянского наступления обострилась ситуация на северной границе Азербайджана в районах компактного расселения лезгин.