Тюрки образовали Карсский эмират в составе своей державы. В конце XII в. Грузинское царство проводило политику активной военно-политической экспансии, стремясь освободить от тюрок грузинские и армянские земли Закавказья. В 1206 г. грузино-армянские войска вошли в Карс, после того как жители города обратились к ним с просьбой о покровительстве, а сельджукский эмир бежал из города. Правителем Карса был избран наследник грузинского престола Георгий IV Лаша, ставший позднее царём Грузии. Возрождение закавказских государств было прервано вторжением монголов в 1230 гг. В 1236 г., после захвата Ани и избиения его жителей монголами, Карс пытался сдаться монгольскому войску Чармагана без сопротивления, но также был разграблен. С этого момента начался упадок средневекового Карса, город уже никогда не достигал прежнего уровня экономического процветания и политического значения. В период позднего Средневековья и Нового времени Карс превратился в одну из крепостей региона, которая была центром небольшой области и время от времени оспаривалась различными державами. В 1386 г. Карс, как и многие другие города Закавказья, был разграблен войском Тимура. В XVI в. в ходе нескольких войн между Османской империей и Ираном Карс в числе других земель Закавказья перешёл под контроль турок. На основной части территории Вананда был образован Карсский эйалет. В 1734–1735 гг. иранский хан Надир одержал ряд побед над османами и ненадолго вернул Карс под контроль Ирана. К этому времени в результате регулярных разорений область Вананд была почти безлюдной. В начале XIX в. в Карсе насчитывалось 850 домов, в том числе 600 армянских. К 1828 г. во всём Карсском эйалете проживало 22 тыс. человек, в том числе 14,7 тыс. армян (1842 семьи). В XIX – начале XX вв. Карс и его окрестности стали одним из главных районов противостояния в ходе серии войн между Россией и Османской империей (1806–1812; 1828–1829; 1853–1856; 1877–1878; 1914–1918 гг.). Военные действия нередко сопровождались актами насилия со стороны турецких войск и ополчения в отношении мирного армянского населения и других христиан. Русские впервые подошли к стенам Карса в 1807 г., но осаждать город не решились. Летом 1828 г. русский Кавказский корпус Ивана Фёдоровича Паскевича предпринял поход вглубь Армянского нагорья и в конце июня захватил Карс. В конце весны и летом 1829 г. турки пытались отбить Карс и ряд других крепостей, однако 19–20 июня близ урочищ Каинлы и Миллидюз И.Ф. Паскевич разбил главные силы турецкой армии Гакки-паши и Гаджи-Салеха. Перехватив инициативу, русские 27 июня принудили к капитуляции Эрзурум. Свидетелем этих событий стал Александр Сергеевич Пушкин, находившийся в то время при русской армии. По условиям Адрианопольского мирного договора (2(14) сентября 1829 г.) русские оставили Карс и другие крепости. В период Крымской войны (1853–1856 гг.) русские войска в Закавказье, располагая ограниченными ресурсами, действовали осторожно. Летом 1854 г. корпус Василия Осиповича Бебутова продвинулся от русско-турецкой границы до Карса, 24 июля (5 августа) разбил турок у селения Кюрюк-Дара, но осаду Карса не начал из-за сохранявшегося численного превосходства турецких сил в районе крепости.