Între zilele 17-22 august, armatele ruse comandate de Rennenkampf și Samsonov au atacat Prusia Orientală, obligându-l pe von Prittwitz să se retragă de pe poziția defensivă pe Vistula. Drept urmare, Comandamentul Suprem German îl înlocuiește cu generalii Hindenburg și Ludendorff, care, printr-o contraofensivă îndrăzneață, zdrobesc în cinci zile (26-30 august) armatele lui Samsonov și Rennenkampf la Tannenberg, Hindenburg, profitând de victoria de la Tannenberg, a propus o schimbare radicală a planului strategic inițial, cu menținerea unei atitudini defensive pe frontul occidental pentru a declanșa o ofensivă puternică împotriva Rusiei. Dar Falkenhayn s-a opus. Între timp, rușii le-au provocat o înfrângere austro-ungarilor la Leopolis (în română Liov, în ucraineană L'viv, în polonă Lwów, în germană Lemberg, în rusă L'vov) pe 8-12 septembrie. În urma acestei victorii, rușii au invadat Galiția și au pus presiune pe lanțul Carpaților, punctul cheie pentru intrarea în Ungaria. Austriecii au suferit un eșec și în campania din Serbia, fiind înfrânți, mai întâi, în bătălia de la Cer și apoi de la Kolubara, unde s-a remarcat voievodul Radomir Putnik ca erou național. Deși în 6 noiembrie austro-ungarii ocupaseră Belgradul, înainte de Crăciun au fost alungați, suferind mari pierderi. Iarna geroasă din nord a stabilizat frontul în Est, oprind înaintarea germană, iar Austro-Ungaria și-a demonstrat lipsa de pregătire a armatei sale în Galiția și Serbia, Viena având mai multă nevoie de aliatul său german.