עם הצטרפות רומניה לצד מדינות ההסכמה, נפרסה הארמייה השלישית בגבול עם ממלכת בולגריה, בעוד ששאר הצבא תקף בטרנסילבניה. בספטמבר 1916 הותקפה הארמייה על ידי צבא בולגרי-גרמני בפיקוד אוגוסט פון מקנזן, ונחלה תבוסה בקרב טורטוקאיה. לאחר מכן לחמה הארמייה הקרבות השונים, ולאחר נפילת בוקרשט בדצמבר 1916 פורקה הארמייה.