В мае 1805 года хан Шушинский и Карабахский подписал трактат о вхождении в состав российских владений своего ханства, состоявшего из 7 магалов - Баргушатского, Капанского, Зангезурского, Гюнайского, Мигринского, Сисианского и Татевского. В 1822 власть хана была упразднена и ханство преобразовано в Карабахскую провинцию, из которой в 1840 году был создан Шушинский уезд Каспийской области, который потом последовательно входил в состав Шемахинской, Бакинской и Елизаветпольской губерний. В 1868 году из юго-западной части Шушинского уезда был образован Зангезурский уезд.

В июле 1918 года на Первом съезде полномочных представителей армян Карабаха было создано Народное правительство, которое в сентябре того же года было переименовано в Карабахский Армянский Национальный Совет, который организовал и возглавил боевые действия за включение населенных армянами частей Карабаха в состав Республики Армения. В целях противодействия этому мусульманские власти при поддержке османских войск 30 августа 1918 года в г.Гяндже (Елизаветполе) создали Карабахское генерал-губернаторство в составе 5 уездов (Гариягинского, Джебраильского, Джеванширского, Зангезурского и Шушинского), которое сохранялось до конца существования Азербайджанской Республики.

После поражения в августе-сентябре 1918 года в боях с турецкой армией и мусульманскими добровольцами армянские отряды отступили в горные местности Карабаха, где в октябре провозгласили Республику Нагорного Карабаха. 19 января 1919 года армия Республики Армения начали наступление на г.Шушу, а 21 января правительство Республики Армения издало указ о создании Временного управления в армянских частях Зангезура и Карабаха. 15 августа 1919 года 7-ой съезд полномочных представителей армян Карабаха принял постановление о соглашении с Азербайджаном. В соответствии с ним армянская часть Нагорного Карабаха до окончательного решения вопроса на мирной конференции в Париже входила в состав Азербайджана на основе территориальной автономии всего Карабаха и национально-культурной автономии его армянского населения. При этом Шушинский, Джеванширский и Джебраильский уезды составляли особую административную единицу Карабахского генерал-губернаторства, причем в нагорной армянской части администрация назначалась из армян.

После провозглашения 28 апреля 1920 года Азербайджанской ССР части XI Красной армии РККА РСФСР вошли на территорию Карабаха, Зангезура и Нахичевани, где их пребывание до окончательного решения вопроса о национально-государственной принадлежности было закреплено соглашением между РСФСР и Республикой Армения, подписанным 10 августа 1920 года.

7 июля 1923 года была создана автономная область Нагорного Карабаха в составе Азербайджанской ССР (по Конституции СССР 1936 года и Конституции Азербайджанской ССР 1937 года переименована в Нагорно-Карабахскую автономную область).

20 февраля 1988 года внеочередная сессия Совета народных депутатов Нагорно-Карабахской автономной области приняла решение "О ходатайстве перед Верховными Советами Азербайджанской ССР и Армянской ССР о передаче Нагорно-Карабахской автономной области из состава Азербайджанской ССР в состав Армянской ССР".

12 июля 1988 года на сессии Нагорно-Карабахского областного Совета народных депутатов, прошедшей без участия азербайджанских депутатов, было принято решение о выходе Нагорно-Карабахской автономной области из состава Азербайджанской ССР.

Эти решения не были признаны органами власти Союза ССР и Азербайджанской ССР и 12 января 1989 года Президиум Верховного Совета СССР своим Указом "О введении особой формы управления в Нагорно-Карабахской автономной области Азербайджанской ССР" с 20 января 1989 года ввел особую форму управления при сохранении статуса Нагорного Карабаха как автономной области в составе Азербайджанской ССР, были приостановлены полномочия Совета народных депутатов Нагорно-Карабахской автономной области и его исполнительного комитета, был создан Комитет особого управления Нагорно-Карабахской автономной областью, подчиненный непосредственно высшим органам государственной власти и управления Союза ССР и обладающий всеми полномочиями Совета народных депутатов Нагорно-Карабахской автономной области е его исполнительного комитета. Этим указом впервые в истории СССР было установлено прямое управление из Москвы. Органами и должностными Комитета особого управления НКАО использовались государственные герб и флаг Союза ССР.

На состоявшемся 16 августа 1989 года на 1-ом съезде полномочных представителей населения Нагорно-Карабахской автономной области было заявлено об отказе признавать статус Нагорного Карабаха как автономной области в составе Азербайджанской ССР. Автономная область была провозглашена "независимой союзной территорией", на которой прекращается действие Конституции Азербайджанской ССР и других республиканских законов. Съезд создал Национальный совет, объявленный единственной народной законной властью в Нагорно-Карабахской области.

1 декабря 1990 года Верховный Совет Армянской ССР и Национальный Совет НКАО приняли постановление "О воссоединении Армянской ССР и Нагорно-Карабахской автономной области". 10 декабря 1990 года состоялся референдум о независимости Нагорного Карабаха, на основании итогов которого 2 сентября 1991 года на совместной сессии Нагорно-Карабахского областного и Шаумяновского районного Советов народных депутатов была провозглашена Нагорно-Карабахская Республика в составе Союза ССР. После прекращения существования Союза ССР 6 января 1992 на основании всенародного референдума, проведенного 10 декабря 1991 года, была принята Декларация о государственной независимости Нагорно-Карабахской Республики. ООН, Российская Федерация и другие государства-члены ООН, за исключением Армении, не признают Нагорно-Карабахскую Республику.

Первоначально флагом Нагорно-Карабахской Республики был идентичный с флагом Республики Армения красно-сине-оранжевый триколор, но в 1992 году по проекту проживающего в США армянского дизайнера был принят собственный флаг. Государственный флаг НКР принят решением Верховного Совета республики 2 июня 1992 года. Согласно описанию на официальном сайте Нагорно-Карабахской Республики,

"Государственный флаг НКР представляет собой прямоугольное полотнище из трех горизонтальных полос: верхней – красного, средней – синего и нижней – оранжевого цвета, ширина каждой из которых составляет 20 сантиметров. С двух краев правой стороны полотнища начинается белый пятизубчатый ступенчатый ковровый узор, соединяющийся на одной третьей части флага. Отношение ширины флага к его длине составляет 1:2 (60х120см)".

Изображение этого флага было включено и в утвержденный 17 ноября 1992 года Верховным Советом Нагорно-Карабахской Республики герб НКР, автором которого является карабахский художник Лаврент Галаян.

Флаг закреплен в принятой на всенародном референдуме, состоявшемся 10 декабря 2006 года, Конституции Нагорно-Карабахской Республики, в статье 16 которой описан флаг:

"Флаг Нагорно-Карабахской Республики - трехцветный: с равномерными горизонтальными полосами красного, синего и оранжевого цвета, с белым пятизубчатым ступенчатым орнаментом, начинающимся с двух концов правой стороны и соединяющимся в одной третьей части флага"