В начале IV века в Арцахе распространяется христианство. В начале V века благодаря созданию Месропом Маштоцом армянской письменности как в Армении, так и в Арцахе начинается беспрецедентный подъем культуры. Причем, одну из первых армянских школ Маштоц основал в Амарасском монастыре Арцаха. В V веке восточная часть Армении, в том числе и Арцах, продолжала оставаться под персидским господством. В 451 году армяне, в ответ на политику принуждения к зороастризму со стороны Персии, организуют мощное восстание, которое известно как Вардановская война. В этой войне принимал участие и Арцах, особенно отличилась его конница. После подавления восстания значительная часть армянских войск укрылась в неприступных крепостях и густых лесах Арцаха для дальнейшего продолжения борьбы с чужеземным игом. В конце того же века Арцах и соседний с ним Утик объединяются под властью Араншахиков во главе с Вачаганом III Благочестивым (487 - 510г.г.). При последнем в Арцахе наблюдается значительный подъем науки и культуры. По свидетельству современника, в эти годы в крае было построено столько церквей и монастырей, сколько дней в году.