מיד עם החלפתו, מונה פאלקנהיין למפקד הארמייה התשיעית בטרנסילבניה וקיבל את הפיקוד הכללי בחזית זו עליה פיקד, עד אותה עת, אוגוסט פון מקנזן. יחדיו הם ניהלו את הפלישה לרומניה תוך שהם נלחמים בקרב טרנסילבניה בצבא הרוסי ובצבא הרומני. הכוח של מעצמות המרכז שמנה כוחות גרמנים, אוסטרו-הונגרים, בולגרים ועות'מאנים הצליח תוך ארבעה חודשים לכבוש את בוקרשט (ב-6 בדצמבר 1916) ומבצע זה נחשב כהצלחה גדולה.