В сентябре-октябре 1914 года армия прикрывала северный фланг русских войск в Варшавско-Ивангородской операции, в октябре-ноябре 1914 года выполняла ту же задачу в Лодзинской операции. В январе-феврале 1915 года армия подверглась мощному удару 8-й и 10-й германских армий, в ходе Августовской операции (зимнее Мазурское сражение) понесла тяжелые потери и была оттеснена противником, но не допустила прорыва её фронта и выхода немецкой армии на тылы русских войск в Польше. Немцы предприняли попытку повторно уничтожить 10-ю армию в ходе Праснышской операции (февраль-март 1915 года), но она вновь сдержала натиск противника, а затем совместно с 1-й и 12-й армиями отбросила немецкие войска к границам Восточной Пруссии.