В декабре 2005 года Армения и НАТО подписали план индивидуального партнерства. Серж Саргсян неоднократно принимал участие в конференциях альянса, армянские военнослужащие принимали участие в учениях НАТО на территории Грузии. В России партнерские отношения Армении с НАТО вызывают недовольство, однако дискуссии на этот счет между Москвой и Ереваном не выходят на публичный уровень.
В 2010–2014 годах Россия заключила с Азербайджаном ряд договоров о поставках вооружений. Среди них были зенитные ракетные системы С-300ПМУ-2, танки Т-90С и другая техника. Ереван обвинил Россию в неуважении к своим интересам в Нагорном Карабахе и поддержке своего противника. Весной 2015 года секретарь правящей в Армении Республиканской партии Гагик Меликян заявил: «Мы должны сделать так, чтобы наш стратегический партнер не продавал оружие конфликтующей стране».
В январе 2015 года, после убийства семерых членов семьи Аветисян Валерием Пермяковым, военнослужащим 102-й российской военной базы в Гюмри, по стране прокатилась волна протестов и массовых беспорядков. Участники акций в Гюмри и Ереване требовали ликвидировать военную базу, пытались сжечь российский флаг. Пермяков был приговорен к пожизненному заключению и экстрадирован в Россию, где отбывает наказание.
В ноябре 2013 года президент Армении Серж Саргсян должен был подписать Соглашение об ассоциации с ЕС, но затем заявил, что сделал выбор в сторону ЕврАзЭС. Армянские наблюдатели заявляли, что на решение господина Саргсяна оказал давление Кремль: накануне состоялся его визит в Москву. В ноябре 2017 года между Арменией и ЕС был подписан менее обязующий Договор о всеобъемлющем и расширенном партнерстве. Глава МИД РФ Сергей Лавров назвал подписание соглашения «шагом в правильном направлении» и призвал ЕС соблюдать интересы участников «Восточного партнерства», не ставя их перед сложным геополитическим выбором.