Тем не менее 29 декабря 1915 г. (11 января 1916 г.) широкое наступление повел 2-й Туркестанский армейский корпус, а 30 декабря (12 января) – 1-й Кавказский армейский, – началось 2-е Кеприкейское сражение. Поначалу, из-за упорного сопротивления неприятеля, российские части продвигались туго и с большими потерями. Особенно жестокий бой шел 31 декабря (13 января) за Азап-Кейскую позицию. Однако уже 3-го (16-го) числа кавказские стрелки спустились в Пассинскую долину и 4-го (17-го) – взяли Кепри-Кей. Османские 9-й и 11-й корпуса бежали.
6 (19) января россияне захватили Гассан-Калу и подошли к массиву Деве-Бойну. За это время потери Кавказской армии составили всего 20 тыс. человек, а потери 3-й армии – 25 тыс. убитыми и 7 тыс. пленными. В руки россиян попали также 11 неприятельских орудий. Результатом сражения, завершившегося 12 (25) января, стал полный разгром большей части османской группировки. Для окончательного успеха Эрзерумской операции надо было взять Эрзерум, но это сделать было очень трудно – российские войска не имели осадной артиллерии, терпели зимнюю стужу, утопая по пояс в снегу, были лишены элементарных удобств, и штурмовать столь сильную крепость в таких условиях было, по мнению многих, безумством37.
Поэтому наместник Кавказа великий князь Николай Николаевич решил отдать приказ об отступлении на исходные рубежи, дабы не обрекать кавказские части на, казалось бы, неминуемую гибель. Однако Н.Н. Юденич смог переубедить главнокомандующего продолжать операцию и, на свой страх и риск, с 13 (26) января стал готовиться штурмовать крепость. Был разработан план штурма Эрзерума, по которому главные силы Кавказской армии выполняли следующие действия: 2-й Туркестанский армейский корпус обходил на правом фланге Деве-Бойненскую позицию, 4-я Кавказская стрелковая дивизия направлялась в центре на Каргабазарское плато, а 1-й Кавказский армейский корпус на левом фланге влобовую атаковывал Деве-Бойну и Палантекен. 66-я пехотная дивизия составила резерв. Одновременно с наступлением этих соединений 4-й Кавказский армейский корпус должен был выступить на Муш и Битлис, чтобы не дать османам подтянуть дополнительные резервы к штурмуемой крепости.
Штурм начался 29 января (11 февраля) 1916 г., а через три дня российские части уже прорвали османскую оборону в районе Каргабазарского плато. «Падение Каргабазарского плато, зимой недоступного даже для коз, ошеломило командование и войска [3-й] турецкой армии и ознаменовало выигрыш Эрзерумского сражения». 3 (16) февраля Эрзерум пал. При взятии этой крепости россияне взяли в трофей: пленными 235 офицеров, 12 753 аскера и 12 знамен и 323 орудия. Сами же они потеряли только около 10 % людей – 8,5 тыс. убитыми и ранеными (по другим данным, эта цифра вместе с пропавшими без вести достигает 14,45 тыс.) и 6 тыс. обмороженными, в то время как османы – 50 %.
3(16) февраля 4-й Кавказский армейский корпус захватил Муш, а 4-го (17-го) – Битлис. При этом российские части пленили 59 офицеров, 1427 аскеров и захватили знамя и 20 орудий. После штурма крепости