В эти критические дни фактическое руководство оборонявшимися войсками взял на себя Н.Н. Юденич, которого 15 (28) декабря назначили командиром сразу двух армейских корпусов – 1-го Кавказского и 2-го Туркестанского, а 17 (30) декабря – главнокомандующим Кавказской армией (И.И. Воронцов-Дашков оставил за собой только пост наместника на Кавказе). Несмотря на сложность обстановки, Юденич сумел отбить все атаки осман, сгруппировать имевшиеся у него силы и 16–17 (29–30) декабря, выждав удобный момент, когда османские дивизии выдохлись в упорном штурме селения, перешел в мощное контрнаступление под Сарыкамышем, развернувшееся 22 декабря (4 января) в общее наступление по всему фронту.
Османы совершенно не ожидали этого, сами в одночасье оказавшись на грани катастрофы. Успех сопутствовал россиянам: уже 18 (31) декабря восстановилась связь с Тифлисом, 19 декабря (1 января) передовые части перерезали пути отхода османского 9-го корпуса, оказавшегося в окружении (29 декабря (11 января) он капитулирует), 23 декабря (5 января) под Ардаганом был достигнут и разбит отступавший 10-й корпус, а 25 декабря (7 января) – под Караурганом разгромлен безрезультатно пытавшийся, подлинным предводительством Энвер-паши, прорвать оборону группировки генерала Берхмана 11-й корпус. К 5-му (18-му) числу российские войска прекратили преследование неприятеля, выдвинувшись на неприятельскую территорию на 30–40 верст. Сарыкамыш был спасен, а вместе с ним был спасен и весь русский Кавказ, избежавший вторжения оттоманских полчищ. Неминуемое, казалось бы, поражение российских войск обернулось их полной победой, которая «вошла в историю как редкий пример искусного противодействия окружению с почти полным разгромом окружающих войск».
В Сарыкамышской битве османская 3-я армия из 90 тыс. имевшихся у нее в начале сражения бойцов потеряла примерно 63 тыс. убитыми и замерзшими и 15 тыс. пленными, в числе которых оказались в полном составе штабы пяти дивизий (17, 28, 29, 30 и 34-й) и штаб 9-го корпуса во главе с самим корпусным командиром Исхан-пашой, а также лишилась примерно трети всей своей артиллерии – 60–70 орудий. К концу сражения в строю у осман осталось лишь 12,4 тыс. человек (по другим данным – 24 тыс.), сумевших спастись от окружения. Позднее оттоманскому командованию удалось собрать и вернуть в войска еще такое же количество дезертиров. Потери же из 63 тыс. бойцов российской Отдельной Кавказской армии, участвовавших в данной операции, составили примерно лишь 20 тыс. воинов убитыми и 6 тыс. – обмороженными.
В январе 1915 г. Азербайджанский отряд генерала Чернозубова, покинувший Персию во время Сарыкамышского сражения, по приказу генерала Мышлаевского вновь занял Южный Азербайджан вместе с Тавризом. В феврале – марте был очищен Чорохский край от осман и мятежных аджарцев, где с ноября 1914 г. полыхало антироссийское восстание17.
К весне 1915 г., после некоторых реорганизаций и перестановок, Отдельная Кавказская армия,