Au VII^e siècle, les Arabes conquièrent la région et introduisent l'islam. L'Albanie du Caucase devient progressivement islamisée, intégrée dans le califat omeyyade puis abbasside. À partir du IX^e siècle, des dynasties locales, telles que les Sajides, les Shaddadides, les Shirvanshahs et les Seldjoukides, émergent, contrôlant diverses parties de l'Azerbaïdjan. Aux XI^e et XII^e siècles, l'Azerbaïdjan fait partie de l'Empire seldjoukide, suivi par la dynastie des Atabegs d'Azerbaïdjan. Au XIII^e siècle, la région est envahie par les Mongols sous Gengis Khan, puis intégrée à l'Empire des Ilkhanides.

Au XVI^e siècle, l'Azerbaïdjan devient une partie de l'Empire safavide. Le chiisme duodécimain est instauré comme religion d'État. Les Safavides sont suivis par les Afsharides au XVIII^e siècle. À la fin du XVIII^e siècle, la région est sous la domination des Qajars persans. Cependant, les khanats locaux (États semi-indépendants) émergent, tels que les khanats de Bakou, de Karabakh, et de Chirvan. Les guerres russo-persanes des XVIII^e et XIX^e siècles se terminent par les traités de Golestan (1813) et de Turkmanchai (1828), qui cèdent une grande partie de l'Azerbaïdjan à l'Empire russe. Sous la domination russe, l'Azerbaïdjan connaît des transformations économiques et sociales. Bakou devient un centre majeur de l'industrie pétrolière à la fin du XIX^e siècle.

Après la Révolution russe de 1917, l'Azerbaïdjan déclare son indépendance en 1918, formant la République démocratique d'Azerbaïdjan, la première république parlementaire dans le monde musulman. En avril 1920, l'Armée rouge envahit l'Azerbaïdjan, intégrant le pays à l'Union soviétique. La République socialiste soviétique d'Azerbaïdjan est créée. Sous le régime soviétique, l'Azerbaïdjan subit des réformes économiques, industrielles et sociales importantes. Bakou reste un centre clé de l'industrie pétrolière. La collectivisation et la répression politique marquent les années staliniennes. L'Azerbaïdjan joue un rôle crucial dans l'approvisionnement en pétrole de l'Armée rouge pendant la Seconde Guerre mondiale. 

Dans les années 1980, sous la perestroïka et la glasnost de Mikhaïl Gorbatchev, des mouvements nationalistes émergent en Azerbaïdjan, appelant à plus d'autonomie et de réformes démocratiques. À la fin des années 1980, des tensions ethniques éclatent entre les Azerbaïdjanais et les Arméniens du Haut-Karabakh, une région autonome au sein de l'Azerbaïdjan. Ce conflit s'intensifie au début des années 1990. Le 30 août 1991, l'Azerbaïdjan déclare son indépendance de l'Union soviétique, et cette indépendance est confirmée après le référendum du 18 octobre 1991 et est reconnue internationalement après la dissolution de l'URSS en décembre 1991.

Immédiatement après son indépendance, l'Azerbaïdjan est plongé dans un conflit armé avec l'Arménie au sujet de la région du Haut-Karabagh, un territoire à majorité arménienne situé en Azerbaïdjan. Le conflit entraîne des pertes humaines et des déplacements massifs de populations. Ayaz Mutalibov devient le premier président de l'Azerbaïdjan, mais il est rapidement remplacé par Abulfaz Elchibey après une série de crises politiques.

En 1993, Heydar Aliyev, ancien dirigeant du Parti communiste azerbaïdjanais, prend le pouvoir à la suite d'un coup d'État militaire contre Elchibey. Aliyev est élu président la même année. En 1994, un cessez-le-feu est conclu avec l'Arménie, bien que le Haut-Karabagh reste de facto sous contrôle arménien. Aliyev initie des réformes pour passer à une économie de marché et attire des investissements étrangers, notamment dans le secteur pétrolier.

En 2003, Ilham Aliyev succède à son père Heydar Aliyev après une élection controversée. Il est réélu en 2008, 2013 et, à la suite de deux référendums nationaux qui ont supprimé les limites du nombre de mandats présidentiels et prolongé ceux-ci de 5 à 7 ans, une nouvelle fois en avril 2018 lors d'une élection qui, selon les observateurs internationaux, présentait de graves lacunes. L'économie azerbaïdjanaise connaît une croissance rapide grâce à l'exploitation des hydrocarbures ( pétrole et  gaz naturel). Le projet de l'oléoduc Bakou-Tbilissi-Ceyhan (BTC) est crucial pour cette croissance. Sous Ilham Aliyev, l'Azerbaïdjan investit dans les infrastructures, l'éducation et la santé, bien que des accusations de corruption et de violations des droits humains persistent. Le conflit du Haut-Karabagh reste une question centrale. En 2020, une guerre éclate entre l'Azerbaïdjan et l'Arménie. Avec l'aide de drones et de technologies militaires modernes, l'Azerbaïdjan récupère une grande partie des territoires perdus lors de la guerre des années 1990. Un cessez-le-feu est signé en novembre 2020 sous la médiation de la Russie, consolidant les gains territoriaux de l'Azerbaïdjan.

L'Azerbaïdjan maintient des relations stratégiques avec la Turquie et développe ses liens avec Israël, tout en naviguant prudemment dans ses relations avec la Russie et l'Iran. Ces dernières années, il y a eu des efforts pour diversifier l'économie au-delà des hydrocarbures, avec des investissements dans les secteurs des technologies de l'information, du tourisme et de l'agriculture. En 2019 et 2020, le gouvernement a annoncé une série de réformes pour moderniser l'économie et améliorer la gouvernance, bien que leur impact réel reste à évaluer. De plus, des réformes supplémentaires restent nécessaires pour remédier aux faiblesses du système judiciaire et des institutions gouvernementales, en particulier dans les secteurs de l'éducation et de la santé.