Тем временем корпусу Измаила удалось скрытно отойти от Тергукасова. Он двинулся форсированными маршами по горам, бросив обозы и тяжести. Мухтар 14 октября очистил зевинскую позицию и, совершив опасный фланговый марш в 10 верст от все бездействовавшего Геймана, двинулся на Кепри-Кей, где русский генерал не сумел его предупредить. 15-го числа в Кепри-Кее состоялось соединение Мухтара и Измаила, и турецкий главнокомандующий вновь располагал силами — 20 000 ружей при 40 орудиях, — с которыми мог надежно прикрыть Эрзерум. 17-го турки отступили от Кепри-Кея на сильную позицию при Деве-Бойну.
21 октября у Гассан-Калы войска Геймана соединились с отрядом Тергукасова. Гейман, как старший производством, вступил в командование соединенными силами (25 000 при 90 орудиях). Он решил атаковать турок на Деве-Бойну с тем, чтобы по разгроме их попытаться овладеть Эрзерумом. Это должно было обеспечить войскам удобные зимние квартиры, не говоря уже о громадном моральном значении взятия анатолийской твердыни.
23 октября последовал штурм Деве-Бойну и полный разгром турок. При Деве-Бойну у нас убыло 29 офицеров, 590 нижних чинов. Турки лишились 3000 убитыми и ранеными, 3000 пленными и всех 43 бывших у них орудий. Гейман демонстрировал войсками нашего левого фланга против правого фланга турок на Палантекене, куда Мухтар и стянул все резервы. В сумерки же Тергукасов с частями 19-й и 39-й пехотных дивизий нанес решительный удар левому флангу турок на высоте Узун-Ахмет. Толпы деморализованных, побросавших оружие аскеров устремились в Эрзерум, их командиры потеряли голову. Никто не думал о сопротивлении. Объятое ужасом население Эрзерума собралось у карсских ворот просить аман у русских. Но русские не явились…
Гейман не воспользовался этой блестящей победой. Три дня он простоял в полном бездействии в 15–20 верстах от Эрзерума и лишь 27-го подступил к крепости. Турки тем временем успели прийти в себя, собрать разбежавшиеся таборы и занять форты и укрепления. В ночь на 28 октября Гейман штурмовал Эрзерум, но был отбит. Диспозиция составлена неумело, колонны сбились с направления, проблуждав всю ночь. Один лишь Бакинский полк взял форт Азизие. Наш урон — 600 человек, нами взято 500 пленных. В результате этой неудачи, в которой был сам виноват, Гейман должен был отступить от Эрзерума — оставаться здесь на зиму значило бы погубить войска от лютых морозов на пустынном и диком плоскогорье. Русские войска расположились на зиму в редких деревушках Пассинской долины в невозможнейших санитарных условиях.
Пока Гейман добивал Мухтара на Деве-Бойну, отряд генерала Лазарева 9 октября подступил к Карсу и 13-го начал осадные работы. Осадный корпус поступил под командование Лорис-Меликова. Великий князь отбыл в Тифлис к исполнению своих обязанностей наместника (генерал Обручев остался). Блистательный штурм в ночь на 6 ноября дал нам Карс и завершил фактически войну на Кавказе. Карс взят ночным штурмом 1-й гренадерской, 40-й пехотной дивизиями и Кавказской стрелковой бригадой. В крепости взято 303 орудия. Из гарнизона в 25 000 человек 3000 перебито на штурме, 5000 больных и раненых, 17 000 с 5 пашами и 800 офицерами сдалось в плен. Наш урон при этом — 2 генерала, 75 офицеров, 2196 нижних чинов.
По взятии Карса часть войск была двинута в Эрзерумский район на усиление Геймана. Мероприятие это имело печальные последствия, усилив и без того большую скученность лишенных медикаментов, ютившихся в грязных туземных хижинах и землянках войск, и в ту зиму русские стоянки в Пассинской долине и за Соганлугом обратились в тифозные кладбища. В числе жертв тифа был и генерал Гейман. Согласно условиям перемирия Эрзерум был 11 февраля на полгода передан русским (с 20 декабря крепость была блокирована, причем на позициях войска стояли в снегу выше человеческого роста).