На 24 август настъпващият в центъра руски 15-и корпус се натъква на укрепилия се германски 20-и корпус. В започналото сражение на немския командир генерал фон Шолц е наредено на всяка цена да удържи на натиска, за да позволи на германските 1-ви резервен и 17-и корпус да заемат своите позиции. На 26 август Макензен и Белов атакуват руския 6-и корпус, който формира десния фланг на 2-ра армия, нанасят му тежко поражение и го принуждават да отстъпи в пълен безпорядък. Така позициите на руските 13-и и 15-и корпус остават незащитени от изток. Самсонов не узнава за случилото се в този ден и продължава настъплението. По същото време 1-ви корпус на генерал Франсоа започва да заема позициите си срещу левия фланг на 2-ра армия и на 27 август заедно с части от 20-и корпус атакува пространството между руските 1-ви, 23-ти и 15-и корпус, като успява да отхвърли първия на юг от Золдау. Така фланговете на руската 2-ра армия се оказват разбити и в отстъпление, но генерал Самсонов научава за това едва на 28 август, след което се присъединява към 15-и корпус, за да се информира лично за ситуацията. Условията за пълното обкръжаване на руските 13-и, 15-и и част от 23-ти корпус вече са налице и командващият 2-ра армия нарежда отстъпление. Осеяната с езера и блата местност, кръстосана от малко на брой и постоянно обстрелвани от немската артилерия пътища, прави отстъплението извънредно трудно и позволявят на германската армия да затвори обръча. На 30 август генерал Самсонов се самоубива, а всички руски опити да се пробие обкръжението пропадат. Битката при Таненберг завършва с почти пълното унищожение на руската 2-ра армия, като според немски източници 92 000 руски войника и 300 – 400 оръдия попадат в плен.