15 декабря 1914 года весь 10-й турецкий корпус сосредоточился у Сарыкамыша. Кольцо окружения, не без помощи местных курдов, почти сомкнулось. Задуманный турецким главнокомандующим план операции, казалось, осуществился. Между тем, благодаря принятым штабом Кавказской армии мерам, силы русских у Сарыкамыша все прибывали. Они имели здесь уже около 22 батальона пехоты, 8 конных сотен, более 30 орудий, почти 80 пулеметов против 45 турецких батальонов. И в этот день все турецкие атаки были отражены.
Вечером генерал Юденич получил от командующего армией приказ: «Ввиду прорыва турок предлагаю вам вступить в командование войсками 1 Кавказского и 2 Туркестанского корпусов…
Вы должны разбить турок у Сарыкамыша и открыть себе выход на Карс вдоль железной дороги, а при невозможности – идти даже по обходным путям в направлении к Карсу, уничтожая турок, которые перебросились с Ольтынского направления на пути между Сарыкамышем и Карсом.
Для облегчения вашего движения можно уничтожить часть ваших обозов и бросить излишние тяжести. В случае недостатка продовольствия широко пользуйтесь местными средствами.
Сам я переезжаю в Александрополь, чтобы принять дальнейшие меры. Необходимо, чтобы связь ваша с Тифлисом и Александрополем не прерывалась, организуйте ее на Кагызман, откуда до Каракурта есть летучая почта».
К вечеру 16 декабря в лесу севернее вокзала было замечено скопление больших сил турок. Солдаты сторожевой заставы 80 Кабардинского пехотного полка перехватили турецкого аскера с приказом, адресованным командиру 10-го корпуса. В нем имелись указания на ночную атаку.
Действительно, около 22 часов 3-й батальон 1-й Кубанской пластунской бригады, занимавший высоту Орлиное гнездо, вокзал и мост на шоссе, был атакован колоннами турок. Этот участок являлся наиболее опасным, так как непосредственно за ним находились склады боеприпасов и продовольствия. Под давлением наступавших пластуны вынуждены были отходить к Сарыкамышу. Начальник вокзального сектора обороны командир 1-го Запорожского казачьего полка полковник И. С. Кравченко пытался остановить бегущих солдат, но был убит. А противник захватил вокзал, ворвался в центральную часть селения, занял казармы Елисаветпольского пехотного полка. Лишь к утру 17 декабря серией контратак, проведенных по приказу генерала Юденича, прибывшего на командный пункт отряда, удалось сдержать продвижение турок.
В полдень того же дня дежурный по штабу Кавказской армии получил телеграмму из Ставки. В ней предписывалось генерал-лейтенанту Юденичу вступить в командование армией. Граф Воронцов-Дашков отзывался в резерв Верховного главнокомандующего. Ставка требовала локализовать прорыв противника и восстановить положение.
Оценив обстановку, Николай Николаевич принял решение нанести одновременный удар главными силами с фронта на Сарыкамыш, Ардаган и Ольты и обходящими отрядами в тыл противнику. Успех предполагалось достичь за счет скрытной перегруппировки частей 39-й пехотной дивизии, двух Кубанских пластунских бригад, а также двух артиллерийских дивизионов, подходивших из Карса.
22 декабря русские внезапно для турок атаковали на широком фронте. Они окружили в горно-лесном массиве у Сарыкамыша части 9-го корпуса. Рота 154 Дербентского пехотного полка прорвалась в глубину вражеской обороны. Она захватила командира корпуса и всех трех командиров дивизий со штабами. Были взяты в плен остатки разгромленных частей и захвачена их материальная часть. 30-я и 31-я турецкие пехотные дивизии 10-го корпуса, понесшие большие потери, начали поспешно отступать на Бардус. Еще раньше Сибирская казачья бригада, усиленная Ардаганским отрядом, во взаимодействии с Ольтынским отрядом нанесла поражение туркам, занимавшим город Ардаган, захватив до тысячи пленных и много трофеев.
Для содействия отступавшим войскам 10-го корпуса турки силами 32-й пехотной дивизии предприняли контрудар из района Бардуса во фланг и тыл Сарыкамышского отряда, который вел бои с 11-м корпусом на укрепленном пограничном рубеже. Удар был отражен отрядом генерала Баратова, левая колонна которого в ночном бою в районе Бардуса захватила в плен остатки 32-й пехотной дивизии – две тысячи солдат. Этот успех разрешил кризис на правом крыле Сарыкамышского отряда.
Атаки 11-го турецкого корпуса ослабли. Главные силы Сарыкамышского отряда, оборонявшиеся на рубеже Ени-кей, Баш-кей, получили от Юденича задачу перейти в наступление. Войска медленно продвигались в глубоком снегу, встречая упорное сопротивление турок. Дело доходило до штыковых схваток. Русское командование решило обойти их левое крыло, закрепившееся на горной позиции к западу от селения Кетек. Приказ на этот нелегкий маневр получил 18-й Туркестанский стрелковый полк с четырьмя горными орудиями. Ему предстояло преодолеть 15 км горной местности. С трудом прокладывая дорогу в снегу, нередко перенося на руках тяжелые орудия по частям и боеприпасы, продвигался этот полк. Когда он появился в тылу 11-го турецкого корпуса, противник в панике отступил.