בטרם חלפו חמישה חודשים פרצה מלחמת טורקיה–ארמניה וב-28 בספטמבר 1920 כבשו הטורקים את סרקמיש ואת קאיזמן והחלו להתקדם לעבר העיר. עם זאת ההתקפה על קארס התעכבה בשל התנגדות ארמנית וב-24 באוקטובר 1920 הבטיחו הרוסים את תמיכם לארמנים, במיוחד בכל הנוגע לשלטונם בקארס. משהגיע הדבר לידיעתו של מפקד הכוח הטורקי מוסה קזם קראבקיר, הוא תקף את קארס בו ביום והארמנים לא נלחמו על הגנת העיר אלא נטשוה. ב-30 באוקטובר 1920 שלט קראבקיר בעיר. בעקבות התבוסה הארמנית במלחמה נחתמו הסכם אלכסנדרופול והסכם קארס בין הטורקים לרוסים אשר הבטיחו את השליטה הטורקית בעיר ובאזורה.