Подойдя к противнику, войска Роопа после короткой артиллерийской подготовки двинулись в атаку. Турецкие войска, занимавшие позиции на Аладжинских высотах, сопротивлялись отчаянно. Несмотря на это, обе пехотные колонны Роопа преодолели местами три, местами пять линий траншей и к 15:30 завладели всеми позициями турок на Аладжинских высотах. Защитники позиции отошли к Чифт-тепеси, войска Роопа приступили к их преследованию.

К этому же примерно времени были заняты турецкие позиции и на Малых Ягнах.

В итоге всех этих боев к 16-17 часам 15 октября положение сложилось следующее: гарнизоны визинкейских и малоягненских позиций большей частью успели отойти к Карсу, все же остальные войска армии Мухтара-паши оказались оттесненными к Чифт-тепеси и были со всех сторон окружены наступавшими на них русскими войсками. Турецкие войска перемешались и несли большие потери под направленным на них со всех сторон огнем русской артиллерии. Ввиду тяжелого положения, создавшегося для турецких войск, военный совет турок принял решение о капитуляции. Было установлено перемирие, огонь прекратился, турецкие войска с наступлением темноты были окружены цепью русской конницы. Начались переговоры о капитуляции, которые были закончены лишь к 23:00 15 октября.

Общий урон армии Мухтара-паши доходил до 18 000-20 000 человек. В качестве трофеев русским войскам досталось 35 орудий, 8 000 ружей и много военного имущества. В результате сражения под Авлиаром - Аладжей армия Мухтара-паши потеряла три четверти своего состава и была совершенно разгромлена.

Русские войска 14-15 октября потеряли около 1500 человек убитыми и ранеными. Общие потери русских составляли всего 2,7 процента от числа участвовавших в сражении войск.

Второе авлиар-аладжинское сражение, несмотря на некоторые недостатки его проведения, все же являлось блестящим образцом окружения и ликвидации крупной группировки неприятельских сил, занимавшей полевую укрепленную позицию. По сути говоря, это был зародыш операции окружения. И в этом смысле опыт Авлиара - Аладжи значительно более ценен, чем опыт Седана. Основными причинами успеха сражения являлись, с одной стороны, его правильный замысел, составленный Обручевым, с другой, блестящие, инициативные и доблестные действия войск и их строевых начальников. Из высших командиров весьма положительно можно оценить Лазарева. Наоборот, Лорис-Меликов и Гейман с их чрезмерной осторожностью и медлительностью лишь снизили возможные размеры успеха; только вследствие их ошибок визинкейской и малоягненской группам турецких войск удалось избежать окружения.