ニコライ・ニコラエヴィチ (1856-1929)
彼の司令部は、沢山の敗北を喫し大勢の戦死者を出しているにもかかわらず、戦時とは思えないほど平穏な雰囲気であった。このまま大公に任せてもロシア軍の苦境は好転しないと考えたらしい皇帝は、自ら戦争の最高責任者を引き受けようと決意した。1915年3月22日、大公はプシェムィシル攻囲戦(英語版)に勝利して二等聖ゲオルギー勲章を授与された。しかしその5か月後の8月21日、ロシア軍が戦略的撤退を行った際に、皇帝は大公を解任し自ら最高司令官に就任した。
大公は最高司令官職を解かれてまもなく、カフカース地方の総司令官および副王に任じられた(それまでこの地域で采配を振っていたのはイラリオン・ヴォロンツォフ=ダーシュコフ伯爵だった)。公式にはニコライ大公が総司令官だったものの、オスマン帝国との戦いを担うカフカース方面軍を実質的に指揮していたのはニコライ・ユデーニチ将軍であった。大公の総司令官在職中に、カフカース方面のロシア軍は遠征軍を派遣し、遠征軍はペルシアを通過して南側にいたイギリス軍と合流した。1916年、ロシア軍はエルズルムの戦い(英語版)に勝利してエルズルム要塞、トレビゾンド港、エルズィンジャンを占拠した。トルコ軍はさらに攻勢をかけ、両軍はヴァン湖周辺で一進一退を繰り返したが、決着はつかなかった。
1917年、ニコライ大公はロシア領グルジアから占領地域まで鉄道を敷設し、人員物資の補給ルートを万全にしてさらなる攻勢をかけようとした。しかし1917年3月に皇帝ニコライ2世が退位すると、ロシア帝国軍は徐々に解体し始めた。