Это была огромная по значению победа, коренным образом изменявшая стратегическое положение в Закавказье. «Ваше Императорское Величество! — докладывал 16 (28) ноября Александру II наместник. — Божиею милостию и благословением Вашим, совершилось наше дело. Карс у ног Вашего Величества. Сегодня сдался военно-пленным, изнуренный голодом и нуждами гарнизон сей твердыни Малой Азии. В плену у нас сам главнокомандующий исчезнувшей тридцатитысячной Анатолийской армии, мушир Васиф-паша; кроме его, восемь пашей, много штаб и обер-офицеров и вместе с ними, английский генерал Вильямс со всем его штабом. Взято около 130 пушек и всё оружие. Имею счастие повергнуть к стопам Вашего Императорского Величества двенадцать турецких полковых знамен, крепостной флаг Карса и ключи цитадели».
Новость о капитуляции вызвала большую радость в Тифлисе и Кутаисе. Известие о победе пришло в столицу наместничества 20 ноября (1 декабря). На следующий день в Тифлисе начался огромный праздник. Ликование было всеобщим, все понимали — в войне в Закавказье наметился перелом. Новость об этой победе пришла в Петербург 2 (14) декабря. Еще через два дня по улицам столицы под крики «Ура!» ее жителей и залпы орудий Петропавловской крепости пронесли трофейные знамена. «Весть о занятии войсками нашими Карса, — отмечал в январе 1856 г. журнал „Отечественные записки“, — была самою интересною, самою радостною вестью в жизни Петербурга, как и всей России в прошлом месяце».
Накануне сдачи турецкий гарнизон начал расстреливать свои боеприпасы. Еще утром 15 (27) ноября из крепости шел шумный, но бесполезный огонь. Перед капитуляцией Вильямс попросил обеспечить проход венгров, поляков и итальянцев, служивших в турецкой армии — таковых оказалось 11 человек. Им дали возможность проехать через русский лагерь на Эрзерум. В полном порядке шел Арабстанский полк и два батальона стрелков. Остальной турецкий гарнизон подчинялся своим офицерам механически, солдаты шли едва передвигая ноги. Выходя за верки, они бросали по дороге оружие и амуницию. Вся дорога была усыпана патронами, сумками, барабанами и т. п. Бессильные, упавшие по пути, замерзали — их товарищи не заботились о них. В этом небольшом пути 18 человек умерло от упадка сил. Дошедшие до лагеря пленные от голода и отчаяния поначалу вели себя вызывающе, но вид орудий и русской пехоты успокоил их. Для сдавшихся в лагере был подготовлен суп и хлеб, пленные «истребляли пищу с ожесточением», голодные люди бросались на еду, некоторые через несколько часов умерли в конвульсиях.
«Итак, — сообщал в тот же день Военному министру князю Долгорукову Муравьев, — с падением Карса исчезли остатки Анатолийской армии, коей было в июне месяце до тридцати тысяч человек; иные побиты, часть распущена, многие разбежались, еще большее число вымерло от болезней и голода и около 10 т., в том числе и прежде взятые, попали к нам в плен». 30-тысячная анатолийская армия исчезла. 8677 человек сдались в плен (в том числе 12 пашей и 665 офицеров), 6500 чел. редифа и ополчения были распущены по домам, 8500 погибли во время осады, 2000 перебежали к русским, 2000 находились в госпиталях и только 3000 успели пробраться в Эрзерум. В крепости было взято 136 орудий, 18 тыс. ружей и 1 тыс. штуцеров английского и французского производства, 20 тыс. пудов пороха. Офицерам, к огромной радости Вильямса, было возвращено их личное оружие. С пленными, по свидетельству английских офицеров и врачей, обращались весьма мягко и внимательно.
Позже, во время торжественного приема в Лондонском клубе, Вильямс вспомнил об этом и произнёс тост в честь Муравьева: «Это благороднейший, честнейший, храбрейший и лучший из людей». Больных и измученных голодом солдат, у некоторых из которых не было сил дойти до русского лагеря, кормили и лечили. Гораздо меньше повезло тем, кто был отпущен. Ослабленные солдаты не были обеспечены продовольствием при движении по территории, контролируемой турками. До перевала Саганлуг их конвоировал батальон лейб-карабинеров, далее они шли сами. На перевалах лежал снег. До Эрзерума дошло около 200 человек. Больше повезло оставшимся. В городе немедленно начались работы по обеспечению санитарной безопасности — Карс освобождали от трупов людей и животных. На рынках царила дороговизна на всё, голодавшие люди прятались. «В городе царствовало гробовое молчание. — Вспоминал русский офицер. — Жители, у которых было еще что-нибудь глодать втихомолку, не показывались на улицах».