Tahun 1953, selepas kematian Stalin, terjadilah proses perubahan di seluruh Kesatuan Soviet, yang dikenali dengan nama de-Stalinisasi, iaitu melonggarkan peraturan. De-Stalinisasi ini juga memberi kesan drastik di Azerbaijan. Proses ini menyebabkan urbanisasi besar-besaran dan perindustrian.

Pada tahun 1960, mulailah terjadi krisis ekonomi, terutama di bidang tambang minyak. Syarikat tambang minyak omzetnya turun dan perlahan-lahan muflis. Ini disebabkan oleh pemindahan pengeluaran lombong minyak ke region lain di Kesatuan Soviet. Pada tahun 1980-an, ketika Gorbachev memulakan gerakan Perestroika, munculah organisasi Front Rakyat Azerbaijan yang menuntut kemerdekaan segera dari Kesatuan Soviet. Hal ini dapat direalisasikan manakala rampasan kuasa yang dilakukan Boris Yeltsin berjaya dan pada 30 Ogos 1991, Azerbaijan merdeka secara mutlak dan menjadi sebahagian daripada Komanwel Negara-Negara Merdeka.