Только тогда, когда громадная область Оттоманской империи между Аджарией, Эрзерумом и Месопотамией оказалась полностью очищенной от турецких отрядов, а русские войска, стянувшись обратно к Карсу, пресекли всякую возможность подвоза продовольствия в город, Вильямс понял, что оказался в ловушке, и начал спешно принимать меры к спасению. Вначале он попытался прорвать кольцо блокады силами гарнизона. В ночь на 4 сентября 1855 г. около полутора тысяч турецких конников атаковали русские заставы, но были окружены подоспевшими резервами и почти полностью уничтожены. Тогда турки попытались пробиться в Карс извне, по горным дорогам, но 11 сентября их 5-тысячный отряд, пробиравшийся в Карс с обозом продовольствия, был наголову разбит у селения Пеняк таким же примерно по численности русским отрядом под командованием генерала Ковалевского. Капитуляция гарнизона Карса, лишенного всякой надежды на спасение, казалась совсем близкой, как вдруг Вильямс получил известие, возродившее у него эту надежду: 14 сентября в Сухуме высадился авангард переброшенного из Крыма корпуса Омер-паши, усиленного за счет последних людских резервов турецкого командования до 45 тысяч человек.
Над русскими войсками у Карса нависла угроза оказаться между двух огней. Такая же угроза нависла и над Гурийским (Кутаисским) отрядом русских, насчитывавшим всего около 20 тысяч человек (в том числе свыше 10 тысяч грузинских милиционеров). Этому отряду приходилось теперь обороняться и на Батумском, и на Сухумском направлениях.
В связи с таким осложнением обстановки Муравьев собрал военный совет, который большинством голосов высказался за штурм Карса с тем, чтобы развязать руки для борьбы с Омер-пашой, хотя такие опытные генералы, как Ковалевский и Бакланов, настаивали на продолжении блокады, считая возможным добиться капитуляции турок до подхода Омер-паши и указывая на трудность штурма Карса. Оба мнения имели свои положительные и отрицательные стороны, но в одном Ковалевский и Бакланов были безусловно правы: штурм такой мощной крепости, как Карс, действительно представлял исключительную трудность и требовал особенно искусной организации для достижения успеха.
Между тем Муравьев не сумел должным образом ни подготовить штурм, ни организовать управление войсками в ходе боя. Он пренебрег необходимостью тщательной разведки сил и средств обороны противника и ограничился лишь беглым осмотром укреплений Карса в подзорную трубу. В результате главные силы штурмующих — свыше 12 тысяч человек, разделенных на три отряда под командованием генералов Майделя, Ковалевского и Гагарина — были брошены им на хорошо укрепленные турками высоты, тогда как на более выгодное для штурма направление были выделены лишь небольшие отряды генералов Базина и Бакланова (всего около 5 тысяч человек), которым была поставлена задача нанести вспомогательный удар. 5-тысячный резерв под командованием генерала Бриммера предназначался только для поддержки главных сил. Кроме того, 3-тысячный отряд генерала Нирода должен был сковать гарнизон крепости демонстративным наступлением со стороны, противоположной направлению главного удара. Остальные силы русских должны были охранять захваченную у противника область, и их нельзя было использовать для штурма.
Штурм Карса начался на рассвете 29 сентября. Турки встретили атакующих, которым пришлось взбираться на обрывистые высоты, убийственным огнем. До турецких укреплений добралась едва половина людей, остальные были убиты или ранены. Остатки отрядов Ковалевского и Гагарина, потеряв убитыми или ранеными почти всех офицеров (в том числе и самих командующих), отошли на исходные позиции. Отряд же Майделя, более многочисленный, выбил противника из передовых траншей, но остановился перед линией редутов, взять которые с оставшимися силами оказалось невозможно, а резервов не было, так как Муравьев не наладил связи с атакующими частями и не знал о сложившейся обстановке. Резервы к русским прибыли лишь тогда, когда турки успели получить крупные подкрепления, и поэтому атаки на редуты снова были отбиты. Прибывший к месту боя генерал Бриммер счел бесполезным продолжать атаки и приказал начать отход. Штурм не удался.
А в это время отряды Базина и Бакланова сравнительно легко приблизились к турецким укреплениям на другом направлении и внезапной атакой захватили три вражеских редута. Но у них не хватило сил для продолжения наступления, а резервов им не полагалось, так как их действия, считались вспомогательными. Они перешли к обороне, а получив известие о неудаче своих главных сил, отступили на исходные позиции, отбив несколько контратак противника.
Порочность николаевской военной системы, не совместимой с гибким маневрированием войск на поле боя, стоила русским при штурме Карса около семи с половиной тысяч человек, выбывших из строя. Это было втрое больше, чем у оборонявшихся. Но, несмотря на неудачу штурма, боевой дух русских солдат и офицеров, по свидетельству самого Муравьева, был «отлично хорош», и это, несомненно, повлияло на решение русского главнокомандующего продолжать блокаду до конца. Такое решение, как показали дальнейшие события, было вполне целесообразно.
Действительно, сосредоточение корпуса Омер-паши в Сухуме проходило, по вине командования союзников, очень медленно. Оно продолжалось почти месяц, и только в середине октября турки двинулись, наконец, к Кутаису, с целью пробиться через Сурамский перевал в Тифлис и отвлечь тем самым войска Муравьева от Карса. 4 ноября авангард турецкого корпуса подошел к реке Ингур, за которой заняли оборону части Гурийского отряда русских, и попытался с хода форсировать этот водный рубеж, но был отброшен и туркам пришлось два дня потерять на подтягивание резервов и перегруппировку сил. 6 ноября Омер-паша двинул в атаку почти все свои наличные силы — свыше 36 тысяч человек. Командир Гурийского отряда генерал Багратион-Мухранский мог противопоставить им всего около 9 тысяч человек, так как остальные его силы должны были сдерживать продвижение Батумского корпуса турок. Целый день русские пехотинцы, казаки и грузинские милиционеры совместными усилиями успешно отражали натиск врага, так и не допустив его совершить переправу на направлении главного удара. Только подавляющее превосходство в силах позволило Омер-паше к концу дня обойти русский отряд с обоих флангов и тем принудить его к отступлению.
Но отступление оборонявшихся не перешло в бегство, как ожидал турецкий командующий. Отойдя на 50 км, русские войска вновь заняли сильную оборонительную позицию за рекой Цхенис-Цхали, так что туркам предстоял еще один упорный бой, а под Кутаисом — снова такой же бой на Рионе — одной из крупнейших рек Закавказья. Становилось ясным, что дальнейшее наступление войск Омер-паши будет сопряжено с тяжелыми боями и потребует от них крайнего напряжения сил. Между тем в захваченных турками районах Грузии разгорелась против них партизанская война.
Следует отметить, что грузинская милиция ни на один день не прекращала борьбы против турок, нанося им серьезные удары даже зимой, когда бездорожье сковывало действия регулярных войск. Так, например, 31 января 1855 г. милиция совершила налет на лагерь противника под Батумом и полностью разгромила вражеский отряд, насчитывавший до трех тысяч человек, а в начале мая того же года произвела еще один успешный налет на расположение Батумского корпуса неприятеля. Но подлинно всенародный размах получила эта борьба после вторжения захватчиков на территорию Грузии. На грабежи, убийства и массовый угон в рабство мирных жителей грузинский народ ответил массовым партизанским движением. «В Мингрелии, — сообщал Омер-паша, — часть населения выступила (против турок. — И. Б.) с оружием в руках, а остальная часть бежала, бросив дома и имущество… Гурия ополчилась почти поголовно».
Непрерывные набеги партизан изматывали захватчиков и причиняли им большие потери. Дело дошло до того, что партизаны разгромили штаб турецкого корпуса и едва не захватили в плен самого Омер-пашу. Понятно, что при такой обстановке нельзя было и думать о продолжении наступления. Турецкие войска оставались в бездействии перед русской позицией до тех пор, пока не стало известно о сдаче Карса на милость победителя, — выдержка русских войск дала, наконец, свои результаты.
Гарнизон Карса долго надеялся, что с приближением зимы русские отойдут, как обычно, в свои пограничные крепости. Но, вместо этого, войска Муравьева соорудили неподалеку от Карса большой укрепленный лагерь, названный Владикарсом, и снова стянули кольцо блокады вокруг турецкой крепости. Обещанная Вильямсу помощь со стороны корпуса Омер-паши явно запаздывала. Между тем в Карсе начался голод, от которого умирало ежедневно до 100 человек, а все попытки провезти продовольствие в крепость горными дорогами попрежнему кончались провалами. В этих условиях, осознав, что продолжать сопротивление бессмысленно, Вильямс принял решение о капитуляции. 28 ноября остатки гарнизона Карса — 10 генералов и свыше 18 тысяч солдат и офицеров сложили оружие перед русскими войсками. Анатолийская армия турок перестала существовать.
Падение Карса ставило корпус Омер-паши, в случае прибытия к Гурийскому отряду крупных подкреплений, под угрозу разгрома. Поэтому Омер-паша поспешил отвести свои войска обратно за Ингур, но вместе с тем попытался закрепиться на территории Грузии, используя наступившее зимнее бездорожье. Однако грузинские партизаны своими ударами сорвали и этот расчет захватчиков. 14 декабря, например, один из партизанских отрядов внезапным налетом почти полностью уничтожил турецкий гарнизон в городе Зугдиди. Спустя несколько дней были разгромлены еще два крупных турецких отряда. В конце концов турки оказались вынужденными отступить к Черноморскому побережью, а затем, в связи с наступлением общего перемирия, и вовсе покинуть территорию Грузии. Третий по счету в Крымской войне поход на Тифлис окончился новым сокрушительным поражением захватчиков.
«Этим заканчивается третья удачная кампания русских в Азии, — указывали К. Маркс и Ф. Энгельс, — Карс и его округ завоеваны; Мингрелия освобождена от неприятеля; последний еще оставшийся боеспособным отряд турецких войск — армия Омер-паши — значительно обессилен численно и морально. Это немаловажные результаты в стране, подобной юго-западному Кавказу, где все операции неизбежно замедляются характером местности и недостатком дорог»