В 885 году Ашот Багратуни был коронован царём Армении, и спустя четыре с половиной века в стране была восстановлена царская власть. Его корону признали и аббасидский халиф, и византийский император: оба были заинтересованы во влиятельном союзнике на Кавказе. Ашот I (885–890) подчинил армянские княжеские дома или сделал их своими союзниками, а его сын Смбат I (890–914) продолжил дело объединения страны. Однако царство не было централизованным государством: крупные княжеские дома сохраняли значительную самостоятельность, и со временем некоторые из них провозгласили собственные царства.
Начало X века стало тяжёлым испытанием. Саджидский эмир Атрпатакана (Иранского Азербайджана) Юсуф, номинально подвластный халифу, вторгся в Армению, захватил Смбата I и в 914 году казнил его. Его сын Ашот II, прозванный современниками Железным, годами боролся за освобождение страны. Согласно преданию, он вместе с Геворгом Марзпетуни разбил арабское войско на берегу озера Севан. Брат и преемник Ашота II Абас (929–953) сделал своей резиденцией Карс, где была построена церковь Святых Апостолов.
Одновременно усилился Васпуракан, где правили Арцруни. В 908 году Гагик Арцруни получил корону от саджидского эмира, и Васпуракан стал отдельным царством. По его заказу в 915–921 годах зодчий Мануэл построил на острове Ахтамар (Ахдамар) на озере Ван церковь Святого Креста, внешние стены которой украшены богатыми рельефами с библейскими сценами и изображениями мирской жизни. В последующие десятилетия царства возникли также в Карсе (963), в Сюнике (около 987) и в Лори — Ташир-Дзорагетское царство (около 979). Эти государства в разной мере признавали верховенство царя Ани, но нередко действовали самостоятельно.
В 961 году Ашот III Милостивый (953–977) перенёс столицу в Ани — неприступный город-крепость на высоком берегу реки Ахурян. Смбат II (977–989) окружил город новыми стенами, а при Гагике I (989–1020) царство достигло вершины своего могущества. Ани стал узлом торговых путей и центром ремёсел. Предание называет его «городом тысячи и одной церкви», но это поэтическое преувеличение: историки оценивают население города в несколько десятков тысяч человек, хотя точная цифра спорна. В 1001 году при покровительстве царицы Катраниде был завершён кафедральный собор Ани, зодчий которого Трдат был известен и в Константинополе (Стамбуле): после землетрясения 989 года он восстановил купол Святой Софии. Гагик I построил также круглую церковь Святого Григория (Гагкашен), в развалинах которой позднее была найдена статуя царя с моделью храма в руках.
Эпоха Багратидов была временем культурного подъёма. В Сюнике в 895–906 годах была построена церковь Петра и Павла в Татеве, а во второй половине X века при покровительстве царицы Хосровануш, супруги Ашота III, в Лори были основаны монастыри Санаин и Ахпат. При монастырях действовали школы и скриптории, процветала книжная миниатюра. В Нарекском монастыре в Васпуракане жил и творил Григор Нарекаци (около 951–1003), чья «Книга скорбных песнопений» и сегодня считается одной из вершин армянской духовной литературы. Историки Ованес Драсханакертци, Товма Арцруни и Степанос Таронеци (Асохик) описали историю своего времени.
В начале XI века Византия, вновь усилившаяся при императоре Василии II, начала поглощать армянские царства. В 1021 году Сенекерим-Ованес Арцруни уступил Васпуракан империи, получив взамен владения в области Себастии (Сиваса). Царь Ани Ованес-Смбат (1020–1041) под давлением империи завещал после своей смерти передать царство Византии. После его смерти защитники Ани, среди которых был спарапет Ваграм Пахлавуни, в 1042 году возвели на престол юного Гагика II, который несколько лет успешно сопротивлялся. В 1045 году, приглашённый в Константинополь для переговоров, он был вынужден там отречься от престола, и Ани был присоединён к империи.
Византийское господство продлилось недолго. В 1064 году сельджукский султан Алп-Арслан осадил и взял Ани, а в 1065 году последний царь Карса Гагик-Абас уступил свою страну Византии. Дольше сохранялись лишь небольшие царства Сюника и Лори. После падения царства Багратидов Армения осталась без собственной государственной защиты перед новыми нашествиями с востока, и часть населения начала переселяться на запад. Однако церкви, крепости и хачкары той эпохи и сегодня свидетельствуют о том, что X–XI века были одним из самых плодотворных периодов армянской архитектуры и искусства.
