Не дожидаясь пополнения рядов войск и пользуясь победами союзников на Евфрате, русское командование предприняло операцию по очищению Персии от турецких войск. Дело в том, что борьба за Иран не прекращалась на протяжении всей войны, поэтому русские и действовали там с севера, а англичане — с юга. Потеря Ирана предполагала образование единой базы Центральных держав на Ближнем Востоке, что ставило новые ресурсы на обеспечение потребностей Германии и ее союзников.

Прогерманские силы в Иране, пользуясь юностью шаха и шаткостью его власти, действовали активно и интенсивно. В то время как русские и англичане теряли время в бесплодных расчетах, немцы и турки, подкупая нужных лиц, переводили на свою сторону все больше высших чиновников различных рангов. Также на стороне германцев выступали все те племена, что сопротивлялись персидскому владычеству. Составленные из всадников этих племен отряды подчинялись распоряжениям немецких резидентов, не скупившихся на золото и обещания. Дело дошло до того, что большая часть членов правительства и премьер-министр встали на сторону немцев. Миссии союзников по Антанте в Иране подвергались разгрому, имущество — разграблению, а люди скрывались в миссиях нейтральных государств. Разумеется, что все эти выступления, имевшие статус неофициальных, поддерживались персидским правительством, за спиной которого стояли немцы.

От открытого разрыва иранцев удерживала угроза русских и англичан упразднить соглашение от 18 августа 1907 г. и по окончании войны подвергнуть Иран разделу между державами Антанты. Вследствие того, что немцам не удавалось одержать окончательной победы на европейских фронтах, а на Кавказе турки терпели поражение за поражением, руководство Персии заняло выжидательную позицию. Однако любой поворот развития событий на фронтах в пользу Центрального блока угрожал мгновенным переходом Ирана на сторону Германии. Провал Дарданелльской операции всколыхнул было надежды прогермански настроенной части властной элиты, однако как раз в этот момент русские войска вошли в Иран.

Действия русского экспедиционного корпуса ген. Н.Н. Баратова в Персии (Иране) получили наименование Хамаданской операции. Погрузившись на транспортные суда в Баку, 17 октября 1915 г. Баратов высадился в Энзели. Его отряд насчитывал всего 2 батальона, 2 ополченские дружины и 39 сотен (Кавказская кавалерийская и 1-я Кавказская казачья дивизии) при двадцати орудиях. Итого — около 14 тыс. штыков и шашек. Немногочисленность личного состава компенсировалась качеством войск, энергией их командира — героя Алашкертской операции, и стремительным перехватом инициативы действий сразу же после начала наступления. Образование этого отряда стало возможно лишь после создания армейского резерва по окончании Алашкертской операции. Но зато теперь отряд генерала Баратова мог действовать без оглядки на Тифлис — практика руководства войсками со стороны ген. Н.Н. Юденича, отдававшая полное руководство на местах местным начальникам, приносила свои плоды.

Целью операции ставилось обеспечение дружественной позиции Ирана: на севере страны германские эмиссары при помощи турецких офицеров собирали под свои знамена всякий сброд, чтобы ослабить русское давление в Турции. Деятельность немцев проходила не без успеха. К середине ноября в городах Исфаган и Теббес им удалось собрать до пяти тысяч антирусски настроенных иранцев и около девяти тысяч моджахедов (борцов за веру, поддерживавших турок-мусульман).

Высадка русских войск в Энзели вызвала панику среди прогерманской элиты Ирана. Мало кто мог ожидать, что союзники открыто вмешаются в борьбу за центр Азии. Решительность и стремительность действий русского отряда не позволили противнику организовать надлежащего сопротивления. Экспедиционный корпус Баратова был разделен на две главные группировки. Одна из них (основная), во главе с полковником Фисенко, двигалась прямо на Тегеран. Другая, под командованием полковника Колесникова, наступала на город Кум, служивший центром прогерманских сил. Кроме того, правительство уговаривало шаха бежать именно в Кум. Такой шаг объективно оказывался объявлением войны Антанте со стороны Персии. Движение русских наперерез возможной эвакуации царственной особы послужило поводом для отказа от бегства.

Русские отряды, расходясь в стороны, чтобы захватить сразу всю площадь предстоящих действий, двинулись из Казвина вперед. Баратов принял оригинальную тактику: конница шла впереди, разгоняя вражеские шайки, а пехота закреплялась в занятых пунктах, или, в крайнем случае, помогала кавалерии. Такая помощь требовалась в тех случаях, когда германцы успевали подтянуть на труднодоступные участки местности (например, горные перевалы) какое-то количество своих подопечных, снабженных пулеметами или артиллерией. По счастливому стечению обстоятельств, прорусскую позицию заняли солдаты и офицеры Персидской казачьей бригады, созданной русскими инструкторами в Иране еще до войны.

Тактика генерала Баратова имела под собой те основания, что противник не получил достаточного времени для соединения всех своих войск. Превосходство регулярных подразделений над малоорганизованными отрядами отважных всадников кочевых племен Ирана позволило русским одержать успехи абсолютно на всех участках. Горные перевалы преодолевались при поддержке артиллерии, немногочисленные германские и турецкие инструкторы уничтожались на месте, отряды неприятеля рассеивались, разбегаясь по укромным местам. Выполняя приказ, русские 3 декабря заняли древнюю столицу Персии — Хамадан, — образовав базу для дальнейшего продвижения вглубь Ирана.

Сражения за горные перевалы оказались решающими. Увидев, что остановить русских не удастся, большая часть наспех образованных отрядов, созванных под немецкие знамена лозунгами «защиты ислама», стала разбегаться при первой же возможности. Один город за другим, одна позиция за другой стали сдаваться без боя. Все те чиновники, что еще совсем недавно были готовы под держать Германию, теперь оказывали внимание гражданам блока Антанты. Образованное под эгидой немцев временное правительство, шведские руководители жандармерии, деятели «Национального комитета защиты ислама» — все это в панике бежало на юг или в труднодоступные места. В довершение всего, когда германский эмиссар граф Кауниц погиб в одной из стычек, это сразу же побудило основную массу восставших просто-напросто разбежаться.

9 декабря русские очистили Кум — центр, где группировались немцы и турки, пытавшиеся склонить персов против русских — от врагов. В январе 1916 г. пал Керманшах. После взятия русскими войсками Исфагана противник потерял последний патронный завод на иранской территории. С занятием Кума и Керманшаха русские отрезали Иран от турецкой Месопотамии. Багдадская дорога была перерезана, и теперь турецкие и немецкие эмиссары могли действовать лишь через пустыни юго-западной части Ирана. Русские войска, заняв неприятельские базы, оказались полными хозяевами страны.

Таким образом, невзирая на свою малочисленность, русский экспедиционный корпус в короткие сроки сумел выполнить поставленную задачу — выбить противника из Ирана, переведя страну под контроль держав Антанты. Одновременно с этим русские оказались на подступах к Месопотамии, откуда было возможно взаимодействие с действовавшими южнее англичанами. Сам Баратов в последнем приказе по войскам Кавказской армии весной 1918 г., так характеризовал действия экспедиционного корпуса в ходе Хамаданской наступательной операции: «Незначительная горсть Кавказской армии в течение самого короткого времени, всего в два месяца, своими лихими и стремительными наступательными действиями, одновременно по трем операционным направлениям: Казвин — Хамадан — Керманшах, Казвин — Саве — Исфаган, Казвин — Кум — Буруджирд, после целого ряда коротких, но решительных ударов, очистила Персию от германо-турецких вооруженных сил и заняла огромную территорию шириной восемьсот верст по фронту и восемьсот верст в глубину».

Главным результатом операции стала ликвидация попытки организации восстания в Персии против Антанты. Кроме того, действия русских несколько облегчили положение англичан, разбитых при Ктезифоне в Месопотамии турецкой армейской группой «Ирак» во главе с германским генералом К. фон дер Гольцем. Тем не менее союзникам это не помогло: остатки экспедиционного отряда (около 10 тыс. чел.) ген. Ч. Таунсенда 7 декабря были блокированы в крепости Кут-Эль-Амара, а 14 апреля 1916 г. капитулировали, не исчерпав до конца всех возможностей к сопротивлению.