Состав русских батальонов доходил в среднем до 800 штыков, а в 39-й пехотной дивизии превосходил 1000 штыков, тогда как турецкие батальоны в среднем насчитывали по 500 штыков. Сообразно этому 3-я турецкая армия была в состоянии сосредоточить к району операций до 60 000 штыков, русские же располагали силами до 75 000 штыков.
Главные силы обеих сторон были развернуты на фронте от Черного моря у Архаве до южного берега озера Ван.
Оперативные планы сторон, приведшие к Эрзерумской операции
План турок
Главные силы 3-й турецкой армии, оборонявшиеся на Ольтинском и Сарыкамышском направлениях, имели задачей прикрыть лучшие и кратчайшие пути, выводившие к Эрзеруму. На обоих флангах турки были надежно обеспечены горной местностью, малодоступной вообще, а в зимних условиях — в особенности. Действительно, правый фланг главных сил 3-й турецкой армии упирался в высокие дикие и сильно пересеченные глубокими оврагами и ущельями бездорожные хребты Среднего армянского Тавра, который ограничивал Пассинскую долину с юга; в приграничной полосе через него вели редкие перевалы на высоте до 3000 м. Левое же крыло упиралось в сильно пересеченные и дикие южные отроги Понтийского Тавра, не допускавшие действий значительных сил. В итоге главные силы 3-й турецкой армии были прочно обеспечены горами от обходов как со стороны Батума, так и со стороны Эривани.
Фронт этой главной группировки турок, имевший протяжение до 100 км, опирался на горные рубежи в бассейнах рек Сиври-чай, Ольты-чай и Араке. На этих рубежах особенную ценность представляли в отношении обороны горные узлы Гей-даг, Кузу-чан, гора Джилли-гель, плато Азан-кей на левом берегу реки Араке и массив горы Тык-даг. Занимая такое выгодное положение, турецкое командование рассчитывало упорно обороняться на приграничных рубежах, не обеспечив, однако, на Ольтинском направлении инженерным усилением следующие за ними тыловые горные рубежи. Лишь в Пассинской долине на Сарыкамышском направлении турками была создана тыловая оборонительная полосана Кеприкейском перешейке, ограниченном с севера Северным, а с юга Средним армянскими Таврами. Следующим заблаговременно укрепленным рубежом являлись укрепления Эрзерума, тогда как турки могли использовать еще один удобный для обороны рубеж у города Хасан-кала.
В случае наступления русских в зимний период, до подхода ожидавшихся тур'ками из района проливов и Константино
поля подкреплений, турецкое командование рассчитывало остановить противника на приграничных рубежах. Отход к Эр-зерумским укреплениям не предусматривался в это время года. Таким образом, в случае наступления русских зимой турки рассчитывали дать «генеральное сражение» на горном укрепленном рубеже в приграничной полосе, который они заняли в итоге неудачно сложившейся для них в начале войны Сарыкамышской операции. Между тем горная обстановка позволяла туркам укрепить на Сарыкамышской направлении два укрепленных рубежа: в районе села Кепри-кей и города Хасан-кала. Из них был укреплен лишь первый, тогда как на второй совершенно не было обращено внимания, почему при неуспехе обороны на приграничном рубеже и в зоне села Кепри-кей турки должны были отступать непосредственно в Эрзерумский укрепленный район. Также были слабо оборудованы промежуточные рубежи и на Ольтинском направлении — несмотря на то, что труднодоступная горная местность позволяла там создать упорную оборону с обеспеченными от обхода флангами.
Турецкая армия получала снабжение (в довольно скромных размерах) двумя путями: морским — вдоль берега Черного моря, и гужевым — по горным дорогам Анатолии. Движение по первому пути сильно стеснялось действиями русского флота, а по второму происходило с большим напряжением, и, например, для доставки орудия с вокзала города Анкара в Эрзерум требовалось 3 месяца. В итоге тыл 3-й турецкой армии был почти оторван от своей базы — Анатолии. Это затруднение могло смягчиться лишь при отходе турок к Эрзеруму и еще далее к западу.
По свидетельству турецкого командования, на фронте к началу операции вследствие начавшейся суровой зимы «царствовало полное спокойствие» и исключалась всякая возможность наступления русских. Рассчитывая на это затишье в Армении, турки намеревались сосредоточить превосходящие силы против англичан в Месопотамии и до весны покончить с ними и, кроме того, перебросить часть сил в Персию, чтобы заставить русских ослабить собственно Кавказский фронт. Весной же турки предполагали, собрав превосходящие силы, сломить сопротивление Кавказской армии на главном Сарыка-мышском направлении.
Зарождение идеи Эрзерумской операции и план русского командования