В 40‐е гг. XIX в. правительство Николая I приступило к реорганизации системы управления Закавказьем, где стали создаваться административные единицы по общероссийскому образцу: губернии и уезды. В 1840 г. Армянская область была упразднена, ее территория включена в состав Тифлисской губернии, имевшей центром грузинский город Тифлис (Тбилиси).
В 1849 г. на бывшей территории Армянской области путём выделения из Тифлисской губернии Эриванского, Нахичеванского и Александропольского уездов, а также небольших территорий из Шемахинской губернии была образована Эриванская губерния, административным центром которой стал древний город Эривань (Ереван). Эриванская губерния, в которой проживало большинство российских армян, просуществовала вплоть до 1917 г. В ней самой армяне составляли около 53 % населения. Менее многочисленными были азербайджанцы (37–38 %). Также некоторую часть населения составляли курды и русские переселенцы.
В 1871 г. в Армении по постановлению российского правительства была проведена крестьянская реформа, основной сутью которой являлась отмена крепостного права. В ходе её были освобождены остававшиеся в личной зависимости от потерявших политическую власть, но владевших обширными имениями азербайджанских помещиков армянские крестьяне, что окончательно прекратило традиционное неравноправие христианского населения.
В 1887 г. в Ереване было основано производство армянского коньяка. Первый коньячный завод здесь открыл армянский промышленник Таиров. В коньячном производстве действовали и другие промышленники. Наибольшей известности добился коньяк марки «Арарат» винодела П. Мусинянца, производимый на заводе Н. Шустова, который был удостоен дипломов международных выставок и экспортировался в Россию и Европу.
Несмотря на большую удаленность от крупных русских городов, культурные связи между Россией и армянской знатью возникли довольно давно. После присоединения Армении к Российской империи состоятельные армянские семьи стали охотно отправлять молодежь на учебу в российские университеты.
В Тифлисе, который был центром российского наместничества на Кавказе, армяне с 1846 г. стали издавать национальные газеты и журналы: «Кавказ», «Арарат». В 1854–1864 гг. армянский просветительский журнал «Северное сияние» («Юсисапайл») выходил в Москве. Современники отмечали, что армянское население Эриванской губернии, хотя по проценту грамотности уступало русскому, более грамотно, чем азербайджанское и курдское.
В современной истории Закавказья важную роль играют миграционные процессы XIX — ХХ вв.
Согласно американскому историку Джорджу Бурнутяну, вплоть до XVII в., несмотря на войны, вторжения и переселения, армяне, вероятно, всё ещё составляли большинство населения Восточной Армении. Значительный удар по армянскому присутствию на этой земле нанесло массовое переселение армян в глубь Персии, организованное шахом Аббасом I в 1603 г., так называемый «великий сургун».
В 1604–1605 гг. шах Аббас с целью обезопасить свои периферийные западные границы от потенциального османо-армянского союза решил депопулировать регион, организовав депортацию в глубь страны армянского населения. Еще одной причиной переселения армян в Персию являлось желание шаха Аббаса I воспользоваться художественными и торговыми навыками армян.
В ходе этого переселения, в частности, был разорён крупный армянский город Джуга (ныне Джульфа под Нахичеванью), а его жители (согласно разным оценкам, от 12 тысяч семейств до 20 тысяч человек) были переселены в Исфахан, где на выделенной им земле в 1605 г. создали «Новую Джульфу». В это же время усилилась эмиграция армян в страны Юго-Восточной Азии, в частности в Индию и Бирму.
Число армян, переселённых из Восточной Армении в Иран, оценивается примерно в 250 тысяч человек (согласно оценкам некоторых современников, до 300 тысяч).
В середине XVIII в., при Надир-шахе, все персидские владения в Закавказье были объединены в одну провинцию, охватывавшую территории от Эривани до Дербента включительно.
В 1746 г. по приказу Надир-шаха 1000 армянских семейств были переселены из Нахичевана в Хорасан.
«Изгнание армянского населения и его замещение тюркским и курдским во второй половине XVIII века значительно изменило этнический облик Закавказья. Джордж Бурнутян, анализируя результаты переписи населения Карабахского ханства, проведённой русскими властями в первой половине 1823 года, указывал, что армянское население ханства было в основном сосредоточено в восьми из 21 магалов (районов), из которых пять (Гюлистан, Джраберд, Хачен, Варанда, Дизак) — то есть армянские меликства с подавляющим преобладанием армянского населения — составляют современную территорию Нагорного Карабаха, а ещё три были расположены в Зангезуре. Таким образом, 35 % населения Карабаха (армяне) проживали на 38 % территории всего края, составляя абсолютное большинство в Нагорном Карабахе (более 90 %).