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.
Стоит признать, что Н. Н. Юденич мастерски провел подготовку операции и учел недостатки, выявленные в предыдущих сражениях. Он сумел достойнейшим образом наладить работу тыла, создать новые линии связи и подготовить систему дорожных коммуникаций. Особое внимание было обращено на снабжение солдат: все они были обеспечены теплой маскировочной одеждой, специальными очками (которые защищали от блеска снега), а также запасом дров. Создали даже метеорологическую станцию для оперативного мониторинга изменения погоды. Но самыми беспрецедентными оказались меры по сохранению всей подготовки войск в секрете: Юденич прибегнул к масштабной дезинформации противника. Он незашифрованной телеграммой передал приказание 4-й дивизии о переброске ее в Персию и снял ее с фронта. Более того, начал раздавать отпуска офицерам с фронта, а также массово разрешать офицерским женам прибывать на театр боевых действий по случаю Нового года. Была инициирована закупка животных с целью убедить противника, будто наступление планируется на багдадском направлении.
До последнего не раскрывалось нижестоящим штабам и содержание планируемой операции. А за несколько дней до ее начала был полностью закрыт выезд всем лицам из прифронтовой полосы, что помешало турецким разведчикам сообщить об окончательных приготовлениях русских. Все это имело воздействие на противника, а тут еще незадолго до наступления русских командующий 3-й турецкой армией вообще уехал в Стамбул.
Наступление началось в середине января 1916 года. Сначала Юденич нанес в Пассинской долине отвлекающий удар, который привлек внимание турок, а затем повел основное наступление на ольтинском и эрзерумском направлениях. В прорванный участок фронта оперативно была направлена Сибирская казачья бригада. При этом сам Николай Николаевич успешно маневрировал резервами, наладив жесткое управление войсками и действительно держа ситуацию под контролем. В итоге турки бежали. Только 18 января указанная казачья бригада взяла 15 тыс. пленных из 14 (!) различных полков.
Был достигнут крупный успех, и великий князь Николай Николаевич уже хотел приказать отступать на исходные рубежи, однако Юденич убедил его в необходимости штурмовать казавшуюся непреступной крепость Эрзерум, взяв всю ответственность на себя. Конечно, это был риск, но риск продуманный. Подполковник Б. А. Штейфон писал: «В действительности 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».
11 февраля начался штурм, который был завершен через пять дней. В руках у русских оказалось девять знамен, 327 орудий и около 13 тыс. пленных. В ходе дальнейшего преследования противник был отброшен на 70–100 километров к западу от крепости. Общие потери русской армии составили 17 тыс. человек, то есть около 10% ее численности, у турок они достигали 66%.