FN:s människorättschef Michelle Bachelet befarar att krigsbrott begås i området.
Informationsvägarna från Tigray är strypta, men många döda, skadade och flyende rapporteras från de strider som sedan i förra veckan rasar mellan regeringstrupper och styrkor som är lojala med det styrande regionala partiet TPLF.
Michelle Bachelet varnar för att våldet kan sprida sig och påverka såväl grannlandet Eritrea som det sköra Somalia.
"Katastrofal skada"
Efter rapporter om massakrer påpekar hon att krigshandlingar mot civila är krigsbrott.
"En utdragen inbördes konflikt kommer att orsaka katastrofal skada på både Tigray och hela Etiopien, och omintetgöra åratal av utveckling och framsteg", skriver Bachelet.
Över 14 500 människor som flytt från krigsområdet befinner sig nu i grannlandet Sudan, enligt FN:s flyktingorgan UNHCR.
Till den sudanesiska gränsstaden al-Fashqa har över 7 000 etiopier tagit sin tillflykt. Flera av dem vittnar om flygbombningar, skottlossning i stadsmiljöer och om människor som huggits ihjäl med machetes.
– Jag flydde, delvis i bil, delvis till fots. Jag är rädd. Civila dödas, säger Hayali Kassi, som normalt arbetar som chaufför i Humera nära gränsen till Sudan och Eritrea, till nyhetsbyrån Reuters.
Anklagas för terrorism
Hayali Kassi och flera andra som flytt Tigray berättar för Reuters att de sett eritreanska soldater sida vid sida med de federala styrkorna i regionen, ett påstående som även den tigreanske ledaren Debretsion Gebremichael uttalat tidigare.
Debretsion, Tigrays hittillsvarande president, och andra företrädare för TPLF anklagas av Addis Abeba-regeringen för förräderi, väpnat uppror och terrorism.
Etiopiens premiärminister Abiy Ahmed försökte stoppa det val som hölls i Tigray i september, och som Debretsion vann.
I stället har Abiy nu utsett en ny ledare för Tigray, den 52-årige Mulu Nega. Han ska "rekrytera och utse ledare för regionala organ från de politiska partier som lagligt verkar i området", skriver premiärministern på fredagen på Twitter.