В сентябре положение нашей Кавказской армии усложнилось высадкой в Батуми Крымской турецкой армии Омер-паши. Этот генерал, недовольный унизительной, по его мнению, ролью, которую его заставляли играть англофранцузские начальники, совершенно не считающиеся с его мнением, настоял на переводе его армии из Крыма на Кавказ. С ним было 20 тысяч войск и 37 орудий. Одновременно с батумской армией Омера на деблокаду Карса должен был выступить из Эрзерума и Вели-паша.
Торопясь покончить с Карсом, Муравьев решил овладеть им приступом, однако кровопролитный штурм успеха не имел.
Непреклонная решимость Муравьева продолжить осаду Карса спутала все расчеты турок, надеявшихся, что русские снимут осаду с наступлением холодов. В последних числах октября начался снегопад. Снег завалил все проходы через Соганлуг, так что опасность движения турецких войск от Эрзерума отпадала.
Предоставленный собственной участи гарнизон Карса терпел большие лишения, и 16 ноября, когда исчезла надежда на выручку, крепость капитулировала.
Осада Карса длилась 108 дней. Из 30-тысячного гарнизона Вассиф-паши к моменту сдачи осталась половина. За время осады 8500 турок было убито и умерло, 2 тысячи взято в плен и до 3 тысяч бежало. Из сдавшихся 6500 иррегулярных были отпущены по домам, а 8 тысяч регулярных войск объявлены военнопленными, среди них и главнокомандующий мушир Вассиф-паша с восемью другими пашами. Трофеями были 12 знамен, 50 значков, 136 орудий. Муравьеву за это был пожалован титул графа Карского.
Узнав о падении Карса, Омер-паша отступил в Батум. Сдачей Карса и отступлением Крымской турецкой армии и закончилась кампания 1855 года, а вместе с ней и Восточная война…
349 дней севастопольской обороны обошлись русской армии в 128 тысяч человек, из которых 102 тысячи пало на укреплениях и 26 тысяч – в полевом бою. Союзники лишились 70 тысяч человек, не считая больных.
1 января 1856 г. Горчаков, назначенный в Польшу взамен ушедшего на покой Паскевича, сдал армию генералу Лидерсу, однако герой Трансильвании ничего уже поделать не мог.
В феврале 1856 г. в Париже начались переговоры о мире. 18 марта (по другим источникам 19 февраля 1856 г.) мирный договор был подписан. Россия теряла часть Дуная и часть Южной Бессарабии. Черное море объявлялось нейтральным, в результате чего Россия должна была ликвидировать там военный флот, базы и арсеналы. Севастополь был обменен на занятые русскими войсками турецкие крепости в Закавказье. Самой тяжелой была потеря влияния России на Балканах.