Генералу Юденичу, используя свое право, как начальника штаба, удалось остановить уже начатое отступление Берхмана. Это подействовало. Части 1-го Кавказского и 2-го Туркестанского корпусов заняли сильные позиции на самой границе. Эти войска не дрогнули несмотря на яростные атаки 11-го турецкого корпуса Абдул-Керим-паши. Им удалось отбросить турок от Сарыкамыша в обледеневшие и заметенные снегом горы.
А в то же время на поддержку, посланным генералом Юденичем, вечером 15 декабря в Сарыкамыш прибыла 1-я пластунская бригада генерал-майора М.А. Пржевальского, а также 154-й Дербентский и 155-й Кубинский полки 39-й пехотной дивизии. Яростные и настойчивые атаки 9-го и подошедшего 10-го турецких корпусов были, хотя и с трудом, отбиты. До самой ночи шел тяжелый штыковой бой. Генерал Пржевальский, принявший общее командование, умело маневрируя резервами, сумел удержать сарыкамышский вокзал.
Взятие Сарыкамыша для турок и удержание его для русских сделалось вопросом жизни и смерти для бойцов, так как отступление в занесенные снегом горы в 20-градусную стужу было равносильно гибели. Сверхчеловеческая выдержка защитников Сарыкамыша сломила ярость турецких атак. 16 декабря турки ворвались было в город, но были выбиты. И в то время, как в Тифлисе считали Кавказскую армию погибшей у Сарыкамыша, генерал Юденич сам решил нанести смертельный удар 3-й турецкой армии. «Нам мало отбросить турок от Сарыкамыша, – сообщал генерал Юденич 17 декабря командирам, ведущим упорный бой с 11-м турецким корпусом у Караургана. – Мы можем и должны их совершенно уничтожить. Настоящим случаем должно воспользоваться, другой раз он не повторится».
17 декабря наши войска перешли в наступление. На следующий день были перехвачены пути отступления 9-го турецкого корпуса. Через день в наших руках уже было 40 офицеров, 5000 пленных солдат и 6 орудий. В сокрушительных контратаках после 20 декабря нами взято еще 11 орудий. «Турки оказывали упорное сопротивление, – пишет генерал Масловский. – Полузамерзшие, с черными отмороженными ногами, они тем не менее принимали наш удар в штыки и выпускали последнюю пулю, когда наши части врывались в окопы».
Поздним вечером 20 декабря к сарыкамышской группе русских войск подошли 1-я Кавказская казачья дивизия и 2-я Кубанская пластунская бригада. В тыл туркам на Бардусский перевал был послан 17-й Туркестанский полк полковника Довгирда. В то же время, по просьбе Юденича, комендант Карса отправил части 3-й Кавказской стрелковой бригады в Ново-Селим. Тем самым было обеспечено сообщение по железной дороге с Сарыкамышем. 21 декабря по приказу генерала Юденича все войска Сарыкамышского района перешли в наступление. Это вынудило турок к отходу по оледеневшим горам через дальние перевалы. Наконец, Энвер-паша поспешил отдать приказ об отступлении. Но если части 10-го турецкого корпуса, преследуемые генералом Пржевальским, неся огромные потери пленными и обмороженными, все же успели уйти, то 9-й турецкий корпус был полностью уничтожен. 14-я рота Дербентского полка, атакуя, захватила 4 орудия и вышла к лагерю, где взяла в плен командира 9-го корпуса Ислама-пашу со всем его штабом, а также начальников и штабы 17-й, 28-й и 29-й турецких дивизий. В плен попали 1070 офицеров и более 2000 солдат. Это все, что оставалось от 9-го турецкого корпуса. Из 90000 турок, участвовавших в Сарыкамышской операции, вернулось 12400 человек. Потеряны были вся артиллерия и обозы двух корпусов.
Так закончилось трехнедельное Сарыкамышское сражение. Это было самое упорное сражение, что за два с половиной столетия и одиннадцать войн русские имели с турками. За трехнедельную Сарыкамышскую операцию у нас из 63 000 бойцов 20 000 было убито и ранено, а 6000 обморожено. Убыль составила 42 %. Турки лишились 78 000 человек, из коих 15 000 взято в плен, а остальные погибли. К весне в одном лишь Сарыкамышском районе похоронено было 28 000 турецких трупов. Германо-турецкие источники все подтверждают, что из 90 000 спаслось только 12 400. Русскими была взята вся артиллерия, бывшая у турок – 65 орудий. Потери русских были тоже тяжелы. Из 40 000-45 000 участников боев 20 000 выбыли убитыми и ранеными. Но если турецкие раненые погибали в ледяных горах, то многие русские были спасены в госпиталях, работавших под огнем в Сарыкамыше.