22 декабря 1914 года турецкие войска под руководством министра обороны Турции Энвер-паши, прибывшего в город Эрзерум, снова пересекли турецко-российскую границу и 25 декабря 1914 года достигли города Сарикамыш. Бой завязался на улицах окраины города. И, наверное, турки полностью захватили бы этот город. Но в это время к Сарикамышу подошли дополнительные российские войска, оперативно снятые с других участков Кавказского фронта, и под непосредственным командованием начальника штаба Кавказского фронта генерала А.З. Мышлаевского и начальника штаба Кавказской армии генерала Н.Н. Юденича прибывшим в город Сарикамыш русским удалось в этом районе окружить группировку турецких войск, состоящую из двух — 9-го и 10-го — пехотных корпусов, и разгромить их. После чего остатки недобитых войск 10-го турецкого корпуса сумели вырваться из окружения и по козьим тропам уйти в горы. Но, несмотря на то, что русские не стали их преследовать, спастись туркам все равно не удалось — в горах они почти все замерзли, а остатки войск 9-го турецкого корпуса сдались в плен русским.
В ходе Сарикамышской операции турки потеряли около 100 тысяч своих солдат и офицеров, но и российские войска в этом бою понесли большие потери — 20 тысяч убитых и раненых.
Одержав победу в Сарикамышской операции, войска Кавказского фронта снова пересекли русско-турецкую границу и предприняли наступление на турецкий город Эрзерум. Но взять его не смогли — не хватило сил, и они вынуждены были вернуться на исходные позиции. А турки, потерпев поражение в Сарикамыше, совместно с курдами вторглись в персидский Азербайджан и захватили город Табриз, где начали концентрировать свои войска, намереваясь пересечь персидско-русскую границу и двинуться на город Баку. Но российские войска опередили их. Пока турки в Табризе готовились к наступлению на Баку, русские первыми пересекли российско-персидскую границу, вступили на территорию Персии и 30 января 1915 года выбили турок из Табриза. После взятия Табриза войска Кавказского фронта продолжили успешное наступление и выдворили турок с персидской территории. Но для дальнейшего наступления у них уже не хватило сил. За время боев на территории Персии эта группа российских войск понесла значительные потери личного состава и остро нуждалась в пополнении, которого командованию Кавказским фронтом взять было негде. Поэтому наши войска вынуждены были на персидско-турецкой границе остановиться, а затем по приказу командования Кавказским фронтом вернуться на территорию России.
В мае-июне 1915 года войска Кавказского фронта вели ожесточенные бои с турками севернее озера Ван, где продвинулись на сто километров и овладели рядом населенных пунктов, наиболее крупными из которых были города Дудак, Малазгирт, Урмия, Ван. В ходе этой операции турки потеряли большое количество живой силы и оружия, в результате чего группировка турецких войск в этом районе значительно ослабла. Поэтому у Кавказского фронта появилась реальная возможность разгромить турок в районе озера Ван и продолжить наступление в глубь неприятельской территории. Но так как в этом бою войска Кавказского фронта тоже понесли значительные потери личного состава, то для продолжения наступления соединения этого фронта необходимо было срочно пополнить людьми. Однако Николай II не только не посылал на Кавказский фронт подкреплений, а, наоборот, периодически забирал из него наиболее боеспособные части, заменяя их второстепенными формированиями. К тому же войска этого фронта испытывали острую нехватку боеприпасов. На фронтовых складах имелся боезапас из расчета по 50 легких и 50 гаубичных снарядов на одно орудие и по 50 патронов на одну винтовку. Но, несмотря на это, российское правительство не поставляло Кавказскому фронту необходимого количества боеприпасов, что привело к значительному снижению боеспособности соединений этого фронта. Турки, узнав об этом, не замедлили воспользоваться таким состоянием наших войск и 9 июля 1915 года перешли в контрнаступление. Начались кровопролитные бои, в ходе которых туркам удалось потеснить русских и захватить города Каракалисы и Малазгирт, что создало угрозу всему Кавказскому фронту. Чтобы спасти положение, генерал Н.Н. Юденич, который в январе 1915 года стал командующим Кавказской армией, в срочном порядке собрал из войск Кавказского фронта ударную группировку, состоящую из 24 батальонов пехоты и 31 кавалерийской сотни (в эту группу вошли 18-й Северский драгунский полк, командиром которого к тому времени стал Г.В. Деменев, и взвод Буденного), и 1 августа 1915 года нанес удар по левому флангу турецких войск. Начались ожесточенные бои, продолжавшиеся в течение почти месяца, в ходе которых русским удалось остановить наступление турок, а затем и отбросить их на значительное расстояние. Но в связи с тем, что в ходе этого сражения юденичевская группировка российских войск понесла значительные потери в живой силе и вооружении, для продолжения наступления у нее уже не оставалось сил. Поэтому русским пришлось прекратить наступление, в результате чего в конце августа 1915 года русско-турецкий фронт стабилизировался на рубеже населенных пунктов Бюлюк-Баши-Эрджиш-Ван.