Вместе с тем изначально наступление, начатое во второй половине декабря, развивалось успешно. Туркам удалось выйти во фланг, тем самым поставив Сарыкамышский отряд (два корпуса), возглавляемый генералом Берхманом, в тяжелейшее положение. 24 декабря Мышлаевский и Юденич выехали на фронт, первый принял общее командование на себя, а второй временно возглавил один из корпусов. Однако положение продолжало ухудшаться, противник прорвался к Сарыкамышу, и его оборону пришлось спешно организовывать из запасных частей. Более того, была взорвана железная дорога, соединяющего с Карсом. В итоге Мышлаевский вечером 27 декабря вообще приказал пробиваться назад, а сам уехал в Тифлис (под предлогом формирования новой армии), передав командование Берхману. Под его начальством Юденич организовал оборону, получая пополнения и отбивая атаки наседающего противника. Однако и сами турки действовали недостаточно активно (терпя отдельные неудачи то от русских войск, то от снежных метелей), что поставило крест на их грандиозных планах. 2 января русские заняли стратегический перевал Бардус, тем самым отрезав 9-му турецкому корпусу путь к отступлению. А через два дня началось контрнаступление, в ходе которого он был уничтожен. Окончательно преследование разбитых вражеских сил было остановлено лишь 18 января. Общие потери турок составили 70 тыс. человек (включая 30 тыс. обмороженных), у нас — 20 тыс. Наши успехи несколько облегчили положение союзников в Ираке и районе Суэца.
Так была одержана крупнейшая победа под Сарыкамышем. И хотя вряд ли ее стоит приписывать исключительно полководческому таланту Юденича (который вступил в командование Сарыкамышским отрядом вместо Берхмана лишь 5 января, когда перелом уже свершился), он сыграл в ее успехе далеко не последнюю роль (непосредственно руководя войсками в сложнейших условиях, пускай и под чужим начальством), за что и был награжден орденом Св. Георгия IV степени. Вскоре Н. Н. Юденич был произведен в генералы от инфантерии, а в феврале 1915 года стал главнокомандующим Кавказской армией.
Штурм Эрзерума
Осенью–зимой на Кавказском фронте установилось относительное спокойствие. Отметим, что к концу 1915 года произошло еще одно важное событие, а именно поражение союзных войск в ходе попыток овладеть турецкими Дарданеллами. А потому русское командование обеспокоилось тем, что за счет высвободившихся войск Турция усилит свою 3-ю армию, действовавшую на Кавказе. Так родился план прорыва вражеского фронта в районе Эрзерума и захвата этой крупнейшей крепости.