Турецкий гарнизон отразил русский штурм, с большими потерями для атакующих — было убито 74 офицера, ранено и контужено 174 офицера и 4 генерала, убито 2278 рядовых, ранено и контужено 4784, пропало без вести 164 чел., всего, таким образом, из строя вышло 7226 чел. — почти половина армии. Общие потери противника не превосходили 2 тыс. чел. К счастью, в лагере перед штурмом был развернут подвижной госпиталь. Это существенно облегчило катастрофическую ситуацию после атаки. Раненых в госпитали приносили несколько дней, врачи и санитары буквально сбились с ног. Через несколько дней раненых стали эвакуировать в тыл, в Александрополь. Благодаря внимательному и заботливому отношению удалось избежать больших санитарных потерь.
18 (30) сентября Муравьев докладывал Военному министру генерал-адъютанту князю В. А. Долгорукову: «Не удался предпринятый мною вчера штурм Карских укреплений… Зная утвердительно о предпринятой Омер-пашою разработке дорог в нашу сторону и ожидая, при постоянно хорошей ясной погоде, в скором времени напора неприятеля к Гурии и Ахалциху (вероятно, в то же время и от Эрзерума), я решился штурмовать Карс. В надежде на успех, намерение мое было еще более усилить средства обороны Гурии и Ахалциха, действуя в то же время и к Вану. Полученное мною известие о покорении части Севастополя тем более побудило меня к атаке Карса». После отбитого штурма в Карсе ликовали — нашлись даже и те, кто увидел на небе поражавших «урусов» воинов в зеленых одеждах. Никто не сомневался, что осаде пришел конец. Успех противника, во многом достигнутый благодаря энергичному руководству полковника Вильямса, произведенного султаном в дивизионные генералы, вызвал ликование в Константинополе, Париже и Лондоне. На нашу армию провал штурма произвел самое тяжелое впечатление. Успех гарнизона произвел сильнейшее впечатление и в Закавказье.
Вильямс и офицеры его штаба были уверены в том, что Муравьеву неизбежно придется отступить и что это отступление закончится для его армии поражением при встрече со свежими войсками Омер-паши. Участник штурма генерал-адъютант А. М. Дондуков-Корсаков вспоминал: «Штурм Карса — была полная неудача!.. Последствия штурма были ощутительны только для нас. Положение неприятеля, при твердом решении главнокомандующего продолжать осаду, нисколько не изменилось. Одушевленные временно успехом, турки должны были впасть в большее уныние, видя настойчивость продолжения блокады. Продовольственных запасов ожидать они уже не могли». Муравьев осознал свою ошибку. Он был твердо настроен исправить ее и довести осаду крепости до конца.
Надежды противника на то, что после отражения штурма последует отступление русских войск, были очевидны. Эти надежды не сбылись. Наместник и его подчиненные проявили стойкость духа и продолжили осаду. Строительство обширного лагеря, названного Владикарсом, было ответом на ожидания гарнизона, приведшим его в уныние. Муравьев сразу же наладил снабжение армии, уход за ранеными и т. п. — это хорошо сказалось на морали войск. В пустынной, лишенной леса местности вырос город из теплых деревянных казарм и конюшен, солдаты получили зимнее обмундирование и полушубки. Это было весьма своевременное решение — зимовать в палатках было уже невозможно. В результате резко сократились случаи заболевания, холера пошла на убыль.
«Блокада Карса восстановлена по-прежнему; погода, к удовольствию моему, начинает портиться, — докладывал Долгорукову Муравьев, — отчего горы должны покрыться снегом и тогда я буду иметь надежду, что Омер-паша отложит наступление свое до другого времени». В Карсе не хватало всего, в том числе и дров для отопления. Целый квартал деревянных домов был разобран, но этого не хватило надолго. Солдатский паек в начале ноября составил чуть более полуфунта в день, резко возросла смертность от голода и холода. Вильямс отпустил русских тяжелораненых, захваченных в плен после штурма. Это произвело сильное впечатление на осаждающих, но не спасло гарнизон. Каждую ночь он терял по несколько десятков дезертиров. «Каждый день, — вспоминал участник осады, — казаки приводили к нам десятки дезертиров и эти несчастные положительно не имели человеческого образа; их изможденные лица, черные, как уголь, кожа, обтягивающая только одни кости, неверная походка, глухой, едва слышный голос — всё свидетельствовало о страшных лишениях, которые испытывали гарнизон и жители».
