Тяжел был штурм Азапкейских позиций – например, 153-й пехотный Бакинский полк 39-й пехотной дивизии в двухдневных боях потерял половину своего состава – до двух тыс. человек. Уже к 31 декабря турки израсходовали свои резервы. В итоге русские части (4-я кавказская стрелковая дивизия) вышли в тыл противника и 4 янвваря 1916 г. турецкие войска начали отходить к Эрзеруму.
Был осуществлен чрезвычайно трудный переход через заснеженные горы, и 7 января русские части вышли к хребту Деве-Бойну. 20 января русские войска начали штурм Эрзерума (первоклассной крепости, оснащенной более чем 700 орудиями)
30 января 18-м туркестанским стрелковым полком был занят передовой форт Ольтинского направления – Кара-Тюбек, а 1 февраля тыловой – Тафта; на следующий день были заняты главнейшие форты Деве-Бойнской позиции – и после 5-дневного штурма 3 февраля считавшаяся неприступной крепость была взята. Бои носили очень напряженный характер, турки переходили в контратаки, бойцы с обеих сторон проявляли массовую отвагу.
Падению турецких фортов значительно способствовало преимущество русских войск в артиллерии: 6-дюймовая полевая гаубица показала себя прекрасным орудием в горной войне. А незамкнутая крепость всегда может быть взята штурмом – при некотором преимуществе атакующей армии в артиллерийском вооружении.
В ходе Эрзерумской операции русскими было захвачено в плен 235 офицеров и около 13 тыс. солдат, 9 знамен (6 знамен регулярных полков и 3 – курдских конных), 323 орудия. Если же обобщить результаты Азапкейского сражения, штурма Эрзерума и преследования, то было пленено свыше 300 офицеров, более 20 тыс. солдат, трофеями стали более 450 орудий.
Так, 13 января 1916 г. 1-м Лабинским полком Кубанского казачьего войска был пленен командир турецкой бригады, а 2 февраля сотня 1-го Сибирского казачьего полка под командованием героя Ардагана есаула Волкова у с. Илиджи атаковала и захватила остатки 34-й пехотной турецкой дивизии со штабом, а также 20 орудий. 20 февраля у Атины в русский плен отправились 2 офицера и 280 нижних чинов турецкой армии.
4 марта сотня 1-го Лабинского казачьего полка у с. Бордак в конном строю атаковала турецкую пехоту, занимавшую вершину горы Губан-Дага. При поддержке других сотен она пленила до 1 тыс. турок.
3-я турецкая армия потеряла свыше половины личного состава, почти всю артиллерию, многие ее части прекратили свое существование.
Потери русской армии составили: офицеров 64 убитыми и 336 ранеными и контуженными, солдат – 2275 убитыми и 14 460 ранеными, обмороженными и контуженными.
Эрзерумская операция – один из немногих примеров