Już w końcu sierpnia wzmocnione siły niemieckie pod dowództwem gen. Paula von Hindenburga (jego szefem sztabu był gen. Erich Ludendorff), wykorzystując swą przewagę właśnie przede wszystkim w zakresie sprawności organizacyjnej, koordynacji dowodzenia, dobrej łączności i komunikacji, zadały armiom rosyjskim ciężką klęskę w bitwie pod Tannenbergiem (niedaleko Grunwaldu). Poniosły one bardzo ciężkie straty w ludziach i sprzęcie (w czasie bezładnego wycofywania się wielu utopiło się w bagnach mazurskich).
Znacznie groźniejszą w swych potencjalnych skutkach okazała się przeprowadzana na większą skalę ofensywa rosyjska na południowym odcinku frontu. Zapoczątkowana w ostatnich dniach sierpnia 1914 r., doprowadziła ona wkrótce do zdobycia przez Rosjan Lwowa, a później i Przemyśla, wówczas potężnej twierdzy austriackiej.
Armie rosyjskie (z których jedną dowodził gen. Brusiłow) przekroczyły San i Wisłokę. Pod koniec 1914 r. front w Galicji ustalił się na pewien czas mniej więcej na linii Gorlice—Łowczówek—Tarnów—rzeka Nida. Oznaczało to zagrożenie Krakowa i całej zachodniej Galicji, a nawet górnośląskiego zagłębia przemysłowego. Toteż jeszcze w czasie trwania ofensywy rosyjskiej szef sztabu armii austro-węgierskiej, gen. Conrad von Hoetzendorf, zwrócił się do naczelnego dowództwa niemieckiego z prośbą o natychmiastowe skierowanie na zagrożony front dywizji niemieckich. Pomocy tej Niemcy, w trosce o podtrzymanie swego najważniejszego sojusznika (a także o bezpieczeństwo Górnego Śląska), nie odmówili. Naczelne dowództwo wszystkich niemieckich sił zbrojnych na froncie wschodnim powierzono Hindenburgowi (listopad 1914). 2 maja 1915 r. silna grupa uderzeniowa niemiecko-austriacka, dowodzona przez generała niemieckiego Augusta von Mackensena, przełamała pod Gorlicami front rosyjski, uprzednio poddany niezwykle ciężkiemu ostrzałowi artyleryjskiemu.
Bitwa pod Gorlicami stała się punktem zwrotnym w wojnie na wschodzie. W ciągu kilku tygodni prawie cała Galicja z Przemyślem i Lwowem znalazła się z powrotem w rękach austriackich.
W ślad za sukcesami w Galicji wojska niemieckie podjęły działania ofensywne również w Królestwie. Po raz pierwszy użyły w nich, w walkach pod Bolimowem (na wschód od Łowicza), gazów trujących. W sierpniu 1915 r. Niemcy zajęli Warszawę, a wkrótce potem gen. Hans von Beseler zdobył potężną twierdzę modlińską. Również inne twierdze rosyjskie (Osowiec, Grodno, Dęblin, Brześć Litewski) nie zahamowały na dłuższy czas ofensywy niemieckiej. W końcu września osiągnęła ona rubież Dyneburg, jezioro Narocz, Delatycze, Baranowicze, Pińsk, Kostiuchnówka, Ołyka, Dubno, Krzemieniec, Buczacz.
Głównym teatrem działań wojennych na wschodzie były ziemie polskie. Ich udział w wojnie na tym się jednak nie kończy. Były one ponadto zmuszone