– Som vald premiärminister beordrar jag alla generaler, officerare och soldater: gör ert jobb att skydda landets gränser och territoriella integritet, sade Pasjinian i ett tal inför 20 000 anhängare på Republiktorget i huvudstaden Jerevan.
– Lyd folket och de folkvalda, fortsatte han.
Läget rapporterades vara mycket spänt på Jerevans gator. Via Facebook manade Pasjinian på torsdagsmorgonen alla anhängare att visa styrka genom att samlas för en maktdemonstration. Och senare syntes stora skaror människor sluta upp tillsammans med premiärministern i den tidiga vårsolen.
Någon kilometer bort samlades omkring 10 000 regimkritiker och framförde kravet om Pasjinians avgång, rapporterar nyhetsbyrån AFP.
Motdemonstration pågår
Premiärministern har också meddelat att generalstabschefen Onik Gasparjan, som ses som ansvarig för kravet mot regeringen, får sparken.
Men det oklara politiska och militära läget försvåras av att presidenten Armen Sarkisian agerar i krisen, trots att hans roll i stort sett är symbolisk.
Enligt ryska nyhetsbyrån Interfax ska presidenten inte ha undertecknat premiärministerns uppsägning av militärchefen.
"Jag uppmanar samtliga, regeringsorgan, polismyndigheter, politiska krafter, alla medborgare, att vissa återhållsamhet och använda sunt förnuft", skriver presidenten i ett uttalande och uppmanar alla till att undvika ord eller handling som kan eskalera krisen.
Oklart om militären
Det är ännu oklart om militären i landet är beredd att följa kravet om premiärministerns avgång med våld. Men generalernas utspel får stöd av oppositionen. Flera partiledningar understryker att våld ska undvikas, men det största oppositionspartiet, Välmående Armenien (BHK), förklarar att Pasjinian nu har en "sista chans att avgå den politiska vägen".
Oppositionspolitiker krävde också att Pasjinian prövas i riksrätt i parlamentet, vilket dock parlamentet inte godtagit, skriver Interfax.
Nikol Pasjinian har varit hårt ansatt sedan i höstas, då han i november skrev under ett kontroversiellt avtal om vapenvila med ärkefienden Azerbajdzjan, angående det omstridda azeriska utbrytarområdet Nagorno-Karabach.
USA varnar Armeniens militär för att blanda sig i landets politik, och uppmanar parterna till behärskning.
– Vi påminner alla parter om att demokratins grundbult är att ett lands militära styrkor inte ska blanda sig i inrikespolitiken, säger det amerikanska utrikesdepartementets talesperson Ned Price, enligt AFP.
EU skriver i ett uttalande att man följer utvecklingen noggrant i Armenien, och uppmanar samtliga aktörer till återhållsamhet. Uttalandet från talesperson Peter Stano understryker vikten av att de militära styrkorna "håller sig neutrala i politiska frågor och att de ska lyda under civil kontroll".