Au milieu du XIe siècle, les Turcs seldjoukides se dirigèrent d'Asie centrale vers l'ouest et s'emparèrent rapidement de l'Iran et de la Mésopotamie. Leurs premiers raids en Arménie commencèrent dès les années 1040, lorsque fut détruite la ville marchande d'Artsn, près de Karin (Erzurum). En 1064, le sultan Alp Arslan prit Ani et, en 1071, à la bataille de Manzikert, il écrasa l'armée byzantine et fit prisonnier l'empereur Romain IV Diogène. Après cette défaite, la défense orientale de Byzance s'effondra, et des tribus turques s'établirent progressivement sur le haut-plateau arménien et en Asie Mineure.
Les invasions s'accompagnaient de destructions, de captures de populations et de lourds impôts. De nombreux princes arméniens émigrèrent avec leurs sujets vers la Cappadoce, le bassin de l'Euphrate et la Cilicie, où devait naître plus tard un nouvel État arménien. En Arménie même, le pouvoir passa à divers souverains locaux : Ani, par exemple, fut gouvernée à partir de 1072 par les émirs chaddadides, dynastie d'origine kurde sous laquelle la ville conserva son importance commerciale. Le royaume arménien du Syunik subsista jusqu'en 1170, et les Kiurikian du Tachir-Dzoraguet conservèrent une partie de leurs domaines longtemps encore.
Au XIIe siècle, le royaume de Géorgie se renforça dans la région. David IV le Bâtisseur (1089–1125) battit les Seldjoukides et s'empara brièvement d'Ani en 1124. Sous la reine Tamar (1184–1213), l'armée géorgienne fut commandée par les frères arméniens Zakaré et Ivané Zakarian (Mkhargrdzéli dans les sources géorgiennes). Zakaré devint commandant en chef, amirspasalar, et Ivané reçut plus tard le titre d'atabeg. Zakaré resta fidèle à l'Église apostolique arménienne, tandis qu'Ivané adopta l'orthodoxie géorgienne. À la fin du XIIe et au début du XIIIe siècle, les deux frères libérèrent la plus grande partie de l'Arménie du Nord et du Centre, notamment Ani (1199), Dvin et Kars. Leurs domaines faisaient partie du royaume de Géorgie mais jouissaient d'une large autonomie.
Sous la protection des Zakarian prospérèrent leurs maisons princières vassales : les Orbélian du Syunik, les Prochian du Vayots Dzor, les Vatchoutian et les Hassan-Djalalian de l'Artsakh. Les villes renaquirent, le commerce s'anima et une riche classe marchande se forma. À Ani, le marchand Tigran Honents fit construire en 1215 l'église Saint-Grégoire, dont l'intérieur est orné de peintures murales. En Artsakh, Hassan-Djalal édifia la cathédrale Saint-Jean-Baptiste de Gandzasar (1216–1238), et l'église principale de Dadivank fut construite en 1214 à la demande de la princesse Arzou Khatoun.
À cette époque, les monastères devinrent d'importants centres d'enseignement et de savoir. Les monastères de Haghpat et de Sanahin, dans le Lori, abritaient des écoles, des scriptoria et des bibliothèques, et l'on y construisait des gavits (narthex) et des clochers. L'église principale du monastère de Guéghard fut construite en 1215, et ses salles creusées dans le roc furent aménagées plus tard, au XIIIe siècle, sous le patronage des princes Prochian. Haghartsin, Kobaïr, Akhtala et Kétcharis sont également des monuments remarquables de cette période, dont certains conservent des peintures murales, et l'art du khatchkar atteignit un haut degré de perfection.
L'un des grands penseurs de l'époque fut Mkhitar Goch (vers 1130–1213), vardapet (docteur de l'Église), juriste et fabuliste. En 1184, il composa son Code (Datastanagirk), où les normes du droit séculier étaient systématisées aux côtés des canons ecclésiastiques. Ce code fut plus tard appliqué en Cilicie et dans les communautés arméniennes, et traduit en latin pour les Arméniens de Pologne. En 1188, Mkhitar Goch fonda dans le Tavouch le monastère de Nor Guétik, qui prit après sa mort le nom de Gochavank. Ses fables présentent dans une langue simple les conceptions morales et sociales de son temps.
L'épanouissement de la principauté des Zakarian dura quelques décennies. Dans les années 1220, les premiers détachements mongols traversèrent l'Arménie, suivis des troupes du khwarazmchah Djalal al-Din, qui ravagèrent le pays. En 1236, les Mongols prirent Ani, et les princes arméniens et géorgiens durent reconnaître la suzeraineté de l'Empire mongol. Néanmoins, les monastères, les centres de copie de manuscrits et la tradition juridique nés sous les Zakarian devinrent le socle sur lequel la culture arménienne continua de vivre pendant les siècles suivants de domination étrangère.
