Ils se sont également fixé l'objectif d'une prochaine rencontre en juin "dans un lieu à définir d'un commun accord afin de reprendre les négociations sur un règlement global" du litige, indique leur communiqué commun.
Bakou et Erevan se sont mis d'accord sur la mise en place d'un mécanisme d'observation du cessez-le-feu, sous l'égide de l'Organisation pour la sécurité et la coopération en Europe (OSCE), et sur la reprise du travail concernant l'échange de données à propos des personnes portées disparues dans le conflit, vieux d'un quart de siècle.
"Nous avons des raisons de croire que les négociateurs arméniens et azéris seront enclins à rechercher des compromis. Nous faciliterons cela dans toutes les manières possibles", a déclaré le chef de la diplomatie russe Sergueï Lavrov qui participait à la réunion, selon l'agence RIA Novosti.
Les deux chefs d'Etat ne s'étaient pas rencontrés depuis que le conflit au Karabakh a connu un regain de violences qui a fait au moins 110 morts en avril, des civils et des militaires de ces deux ex-républiques soviétiques du Sud du Caucase.
L'OSCE, à l'origine de la réunion de lundi, avait souligné "l'urgence de réduire les tensions le long de la ligne de démarcation".
Les combats d'avril ont été les pires affrontements depuis un premier cessez-le-feu conclu en 1994, après une guerre ayant fait 30.000 morts et des centaines de milliers de réfugiés, indique l'AFP.