Яростные атаки турок так и не смогли сломить стойких защитников Сарыкамыша. В осажденный город почти каждый день прибывали подкрепления — 1-я и 2-я Кубанские пластунские бригады, 154-й пехотный Дербентский и 155-й пехотный Кубинский полки, 1-я Кавказская казачья дивизия… 16 декабря турки ворвались было в Сарыкамыш, но были выбиты оттуда. А в душе Юденича росла уверенность в том, что русские войска могут взять инициативу в свои руки. «Нам мало отбросить турок от Саракамыша, — писал он Берхману. — Мы можем и должны их совершенно уничтожить. Настоящим случаем должно воспользоваться, другой раз он не повторится». В правоте своих мыслей полководец убедился уже на следующий день: 17 декабря по приказу Юденича все русские войска перешли в наступление и мгновенно превратили турок из хозяев положения в обороняющихся. За два дня в наших руках уже было больше пяти тысяч пленных и шесть трофейных орудий.
Надо отдать туркам должное — сопротивлялись они мужественно и стойко. Но это было мужество обреченных. Последней попыткой противника перехватить инициативу у русских было наступление 11-го турецкого корпуса на позиции 1-го Кавказского корпуса. Энвер-паша лично возглавлял яростные штыковые атаки своих полков. О том, насколько тяжелыми были бои, свидетельствует только один эпизод: в 14-м Туркестанском стрелковом полку из восьми пулеметов было разбито пять, погибли все пулеметчики, и на позиции остался единственный командир взвода — подпоручик Короткевич. Сжимая в правой руке «наган», а в левой — рукоять пулемета, бесстрашный офицер до последнего патрона вел меткий огонь по наступающим турецким цепям… Но ни присутствие Энвер-паши, ни невыносимо тяжелые погодные условия не помогли туркам сбить русские полки с позиций. Ударный отряд под командованием полковника Ричарда Иосифовича Термена (153-й пехотный Бакинский и 15-й Туркестанский стрелковый полки) мощной контратакой опрокинул врага, и это было началом конца 11-го турецкого корпуса…
Заключительная часть Сарыкамышского сражения уложилась в неделю — с 21 по 29 декабря. В середине этой недели, 25 декабря 1914 года, на основании положения о полевом управлении войск главнокомандующий Отдельной Кавказской армией граф И.И. Воронцов-Дашков назначил Н.Н. Юденича командующим Сарыкамышским отрядом — таким образом, он получил уже официальное право самостоятельно продолжать операцию, не завися от решений Берхмана.
Надо сказать, что преследование противника происходило в тяжелейших условиях — по труднодоступным горным дорогам, в мороз и метель. Так, бойцы 18-го Туркестанского стрелкового полка под командованием полковника Стефана Антоновича Довгирда пять суток шли в снегу выше человеческого роста при 20-градусном морозе, преодолевая максимум два километра в день… Зато и разгром противника оказался полным. Блестящий подвиг совершил командир 14-й роты 154-го пехотного Дербентского полка капитан Тарас Давидович Вашакидзе, возглавлявший небольшой отряд из сорока солдат. Штыковым ударом взяв восемь турецких орудий и четыре пулемета, он захватил в плен командира 9-го турецкого корпуса Исхан-пашу с его штабом, начальников трех турецких дивизий, 107 офицеров и две тысячи рядовых. Вашакидзе не сразу понял, кто именно перед ним, — настолько оборванными и подавленными выглядели турецкие генералы и офицеры, жавшиеся к разложенным в снегу кострам. Будучи окружен многократно превосходящими силами противника, Вашакидзе заявил, что он — парламентер и что если турки не сложат оружие, находящиеся за ближайшим лесом русские полки не пощадят никого. Военная хитрость удалась блестяще — деморализованные турецкие силы безропотно сдались в плен горстке русских солдат. Т.Д. Вашакидзе, впоследствии дослужившийся до чина полковника, 7 января 1916 года был награжден за свой подвиг орденом Святого Георгия 4-й степени.
В итоге 9-й турецкий корпус перестал существовать полностью, а обмороженные и израненные остатки 10-го были добиты 23 декабря под Ардаганом 3-й Кавказской стрелковой дивизией. 27 декабря были окончательно разгромлены и остатки 11-го турецкого корпуса. К 5 января 1915 года русская армия продвинулась на 45 километров вглубь вражеской территории.
В итоге Сарыкамышской операции Отдельная Кавказская армия, отрезанная от своих баз, в тяжелейших условиях смогла полностью разгромить превосходящую ее по численности турецкую армию. Из 150 тысяч своих офицеров и солдат турки потеряли под Сарыкамышем 63 тысячи убитыми и ранеными и 15 тысяч пленными. Из 63 тысяч русских офицеров и солдат, участвовавших в операции, 20 тысяч было убито и ранено, а 6 тысяч обморожено. Погибших могло быть намного больше, но многие раненые были спасены самоотверженно трудившимися медиками русских лазаретов.
Победа над врагом была одержана полная и безоговорочная. И главная заслуга в этом принадлежала мужественному, широко мыслившему и не боявшемуся взять ответственность на себя военачальнику — Николаю Николаевичу Юденичу. 13 января 1915 года он был награжден орденом Святого Георгия 4-й степени за то, что, «вступая 12 минувшего декабря в командование 2-м Туркестанским корпусом и получив весьма трудную и сложную задачу — удержать во что бы то ни стало напор превосходных турецких сил, действовавших в направлении Сонамер — Зивин — Караурган, и выделить достаточные силы для наступления от Сырбасана на Бардус, с целью сдержать возраставший натиск турок, наступавших от Бардуса на Саракамыш, выполнил эту задачу блестяще, проявив твердую решимость, личное мужество, спокойствие, хладнокровие и искусство вождения войск, причем результатом всех распоряжений и мероприятий названного генерала была обеспечена полная победа под г. Саракамышем». Также к георгиевским наградам было представлено свыше тысячи офицеров и нижних чинов Отдельной Кавказской армии.
Важным последствием операции стало и изменение расстановки сил на кавказском театре военных действий. 24 января 1915 года Н.Н. Юденич был официально назначен командующим Отдельной Кавказской армией (главнокомандующим продолжал числиться престарелый граф И.И. Воронцов-Дашков) с одновременным производством в чин генерала от инфантерии. Главные отрицательные герои Сарыкамыша генералы Мышлаевский и Берхман лишились своих должностей — Мышлаевского уволили со службы по состоянию здоровья, а Берхмана зачислили в распоряжение Юденича. Кстати, Берхман был крайне возмущен тем фактом, что «отцом» Сарыкамышской победы все единогласно признали Юденича, и потребовал создания специальной комиссии по этому вопросу. В итоге проведенного этой комиссией расследования 21 июля 1916 года Берхман был… награжден орденом Святого Георгия 4-й степени, то есть получил за Сарыкамыш такую же награду, что и Юденич!..
Сарыкамыш мгновенно сделал имя Юденича известным и популярным в России. Подчиненные генерала так характеризовали его: «Каждый смелый маневр генерала Юденича являлся следствием глубоко продуманной и совершенно точно угаданной обстановки. И, главным образом, духовной обстановки. Риск генерала Юденича — это смелость творческой фантазии, та смелость, какая присуща только большим полководцам» ( Б.А. Штейфон); «Генерал Юденич обладал необычайным гражданским мужеством, хладнокровием в самые тяжелые минуты и решительностью. Он всегда находил в себе мужество принять нужное решение, беря на себя и всю ответственность за него, как то было в Сарыкамышских боях и при штурме Эрзерума. Обладал несокрушимой волей. Решительностью победить во что бы то ни стало, волей к победе весь проникнут был генерал Юденич, и эта его воля в соединении со свойствами его ума и характера являли в нем истинные черты полководца» (Е.В. Масловский).
После Сарыкамышской победы Юденич провел реорганизацию штабной работы своей армии. Им был создан небольшой полевой штаб под управлением генерал-квартирмейстера генерал-майора П.А. Томилова. Штаб состоял всего из двух отделений — оперативного (полковник Е.В. Масловский, подполковник Н.А. де Роберти) и разведывательного (подполковник Д.П. Драценко, подполковник Б.А. Штейфон). Именно эти люди разрабатывали в дальнейшем все операции Отдельной Кавказской армии. Штаб разместился в крепости Каре. Его работу журналисты описывали так:
