Ifølge departementet er ledelsen for de russiske fredsbevarende styrkene og det tyrkisk-russiske overvåkingssenteret informert om aksjonen.
Operasjonen er satt i gang for å stanse «provokasjoner i stor skala», hevder myndighetene i Baku.
– Stillinger både langs fronten og dype artilleripunkter tilhørende enheter fra Armenias væpnede styrker, i tillegg til kampenheter og militære installasjoner, blir satt ut av spill av presisjonsvåpen, heter det i en uttalelse fra departementet.
Det franske nyhetsbyrået AFP melder om at det høres eksplosjoner i Nagorno-Karabakhs største by Stepanakert.
Verdenssamfunnet anerkjenner Nagorno-Karabakh som en del av Aserbajdsjan, men enklaven og omkringliggende områder har vært kontrollert av armenske separatister siden Sovjetunionens oppløsning.
Regjeringen i Aserbajdsjan hevdet tidligere i september at aserbajdsjanske soldater var blitt beskutt av armenske soldater i et grenseområde. Mandag ble det meldt at seks aserbajdsjanere var drept av en landminer i Nagorno-Karabakh. Disse opplysningene er ikke bekreftet fra uavhengig hold.
Armenia innledet mandag 11. september en militærøvelse med USA, selv om landet tradisjonelt har vært alliert med Russland. Øvelsen skal etter planen vare fram til i morgen.
En talsperson for USAs kommando i Europa og Afrika (EUCOM) opplyste i forrige uke at 85 amerikanske soldater skulle trene sammen med 175 armenske soldater i denne perioden.