290 personer har förts till sjukhus, och dussintals befinner sig "fortfarande i kritiskt tillstånd", enligt myndigheterna.
Explosionen inträffade troligen vid en bensinstation nära staden Stepanakert.
Enligt vittnen var köerna långa vid bensinstationen, då många människor försöker fly från regionen till Armenien.
13 350 personer har hittills flytt från Nagorno-Karabach, enligt armeniska myndigheter,
Nagorno-Karabach ligger inom Azerbajdzjans formella gränser, men är i praktiken en utbrytarregion under Armeniens vingar.
