Но брать Каре Муравьев не решился. Идти на штурм нельзя — а вдруг будут большие потери. Вести правильную осаду — мал осадный парк. Всего у Муравьева было осадных пушек: 24-фунтовых — 4 и 18-фунтовых— 2; единорогов: 1-пудовых— 2 и полупудовых— 4; мортир 2-пудовых — 4. Забыл генерал-адъютант, как русские генералы осаждали турецкие крепости с одной полевой артиллерией. В итоге Муравьев решил блокировать Карс. 12 июня русские войска перешли к селению Каны-Кёв в 12 верстах от Карса и в 4 верстах от Эрзерумской дороги.

Однако, несмотря на блокаду Карса, турки не только снабжали крепость продовольствием и боеприпасами, но и перебрасывали туда подкрепления. Гарнизон Карса был доведен до 26 тысяч человек. На строительстве его укреплений турки под надзором англичан трудились день и ночь.

В начале сентября 1855 г. Муравьев получил почти одновременно известия о падении Севастополя и о том, что Омер-паша с 40-тысячным корпусом идет от Батума к Карсу. Волей-неволей, Муравьеву пришлось начать штурм крепости, не дожидаясь Омера-паши.

На рассвете 17 сентября русские двинулись на штурм Карса. Муравьев неправильно выбрал направление главного удара, не смог организовать взаимодействие между наступающими колоннами, плохо была использована артиллерия. В результате 6-часового боя атака русских была отбита. Русские потеряли 7,5 тысячи человек, из них 2350 убитыми. Потери турок составили 1400 человек убитыми и ранеными.

Что же касается Омера-паши, то он действительно высадился в Батуме 2 сентября. Вместе с ним из Крыма было переброшено 20 тысяч турок при 37 орудиях. Там Омер-паша стал собирать турецкие части и добровольцев из горцев. К октябрю их число достигло 40 тысяч.

21 сентября Омер-паша вошел с войсками в Сухум. Правитель Абхазии Михаил Шервашидзе перешел на его сторону. Против Омера-паши был двинут из Мингрелии отряд генерал-лейтенанта князя Багратион-Мухранского (16 тысяч человек при 28 орудиях). Этому отряду удалось отвлечь на себя внимание Омера-паши. А в ноябре начались проливные дожди (район Батума — это субтропики), дороги сделались непроходимыми, а реки и ручьи вышли из берегов.

Штурм Карса 17 сентября 1855 г.

А тем временем Муравьев усилил блокаду Карса, и там начался голод, людей стала косить холера. В лагере под Карсом русские начали быстро строить теплые землянки для личного состава и крытые конюшни для лошадей. Лагерь стал походить на город, даже кто-то придумал ему название — Владикарс. Голод, холера, постройка Владикарса и отсутствие войск Омера-паши подорвали моральный дух англо-турецкого командования, и 12 ноября начались переговоры о сдаче крепости. Защитники Карса поставили лишь два условия: разрешить старшим офицерам в плену носить сабли и отпустить восвояси польских и венгерских повстанцев, служивших в турецкой армии, так как в Российской империи их ждало судебное преследование. Муравьев принял оба условия, и 16 ноября Каре капитулировал. В 2 часа дня из ворот крепости выехал престарелый Вазиф-Магомет-паша с двумя англичанами — генералом Вильямсом и полковником Леком. Всего сдалось 672 офицера и 8 тысяч солдат. Кроме того, в госпиталях Карса находилось не менее 2 тысяч человек. Несколько тысяч курдов дезертировало из Карса в ходе осады. В крепости русские нашли 136 орудия и 20 тысяч пудов (327,6 т) пороха.

Падение Карса открыло русским путь к Эрзеруму, но приход зимы воспрепятствовал наступлению. Муравьев оставил в Карее бригаду пехоты, в Ардагане — три сотни казаков и ракетную команду, и отвел войска на зимние квартиры.

Переговоры о мире были начаты задолго до окончания боевых действий. В декабре 1854 г. — апреле 1855 г. в Вене прошло 14 заседаний послов и специальных представителей России, Англии, Франции, Англии и Турции. В работе конференции принимали участие: от Австро-Венгрии — Д. Уэстморленд и Дж. Рассел; от Франции — Ф. Буркине и Э. Друэн де Люис; от России — А.М. Горчаков и В.П. Титов; от Турции — Ариф-эфендии Али-паша. Однако первый этап Венских переговоров не привел к положительным результатам.

В августе 1854 г. правительство Австро-Венгрии, пытавшееся играть роль посредника между противоборствующими сторонами, предъявило России от имени великих держав в качестве предварительных условий мирного урегулирования следующие четыре пункта: 1. Замена русского покровительства над Дунайскими княжествами гарантией пяти великих держав; 2. Свобода судоходства по Дунаю с установлением контроля держав над устьями реки; 3. Пересмотр конвенции 1841 г. о Черноморских проливах «в интересах европейского равновесия»; 4. Замена покровительства России православному населению Османской империи коллективной гарантией прав христианских подданных султана со стороны всех великих держав.

Однако Николай I еще не считал войну проигранной и позволил себе обидеться формой, и существом австрийских предложений. Он повелел «не давать им никакого хода».

Переговоры в Вене возобновились весной 1855 г. Теперь это была уже официальная конференция, «имеющая целью восстановление мира на Востоке». На нее были приглашены и представители Османской империи. Конференция начала работу 2 марта и продолжалась до 22 мая. 18 февраля 1855 г. скончался император Николай I. Это послужило одной из предпосылок возобновления переговоров. Новый император Александр II был более уступчивым, склонным к компромиссам, чем его отец.

На конференции довольно быстро было достигнуто соглашение по первым двум пунктам (статус Дунайских княжеств и обеспечение свободы судоходства по Дунаю). Россия пошла на уступки по этим вопросам, так как они входили в сферу непосредственных интересов Австрии, и это могло бы предотвратить окончательный переход Австрии на сторону противников России. Также, уступая в первых двух пунктах, Россия надеялась обеспечить себе большую возможность маневра в наиболее важном для нее вопросе — третьем (о пересмотре конвенции 1841 г.). Вопреки ожиданиям союзников, Александр II несколько месяцев отказывался пойти навстречу их требованиям.

Наполеон III, воодушевленный взятием Севастополя, попытался поднять вопрос о Польше, точнее, Привисленском крае, входившем в состав России. В сентябре 1855 г. министр иностранных дел Франции граф Валевский уведомлял Англию, что Наполеон III готов продолжать войну в том случае, если на будущем мирном конгрессе будет поставлен вопрос о восстановлении независимой Польши. Лорд Пальмерстон не прочь был еще более ослабить Россию, но он быстро сообразил, что даже разговоры о восстановлении Польши серьезно затронут интересы Австро-Венгрии и Пруссии. К тому же британец не желал значительного усиления роли Франции в Европе. Поэтому Наполеон III получил категорический отказ.

Лишь к концу 1855 г. Александр II в принципе согласился со всеми требованиями союзников. 20 января 1856 г. в Вене был составлен протокол, констатирующий, что в пяти пунктах изложены предварительные условия мира. Сам же мирный конгресс открылся в Париже 13 февраля. Это был самый грандиозный европейский форум после 1815 г. Со стороны России в конгрессе принимали участие граф А.Ф. Орлов и барон Ф.И. Бруннов. 70-летний граф Орлов, будучи опытным и удачливым дипломатом, выступал в роли первого уполномоченного. Барон Бруннов, бывший посланник в Лондоне, а затем при Германском союзе, был назначен вторым уполномоченным.