Während sich die russischen Truppen Mitte September aus Ostpreußen zurückzogen, operierten die gegen Österreich-Ungarn aufgebotenen Armeen weitaus erfolgreicher. Da die russische Südwestfront und die k.u.k. Armeen ihre offensiven Operationen fast gleichzeitig begannen, entwickelten sich in der zweiten Augusthälfte mehrere große Begegnungsschlachten, an denen hunderttausende Soldaten beteiligt waren (→ Schlacht in Galizien). Trotz der österreichischen Siege bei Kraśnik (22.–25. August) und Komarów (26.–31. August) und anfänglich aussichtsreichem Vordringen der k.u.k. Truppen südlich Lublin wendete sich schon Ende August das Blatt. Nach mehreren Niederlagen vor allem auf dem rechten Flügel (Schlacht bei Złoczów am 26./27. August, Schlacht bei Brzeżany am 26. August) und dem Verlust Lembergs (30. August) befahl Conrad seinen bereits schwer angeschlagenen Armeen eine Gegenoffensive, die in der Schlacht bei Lemberg (7.–11. September) scheiterte. Am 11. September musste das österreichisch-ungarische Oberkommando den allgemeinen Rückzug befehlen. Dieser war stellenweise von Auflösungserscheinungen begleitet; etwa 100.000 Soldaten gaben sich gefangen, erst östlich von Krakau und im Vorfeld der Karpaten kam die Absetzbewegung – begünstigt durch das zögerliche Nachrücken der ebenfalls stark geschwächten russischen Truppen – zum Stehen. Die Festung Przemyśl, in der mehrere Divisionen eingeschlossen waren, lag nun weit im russischen Hinterland (→ Belagerung von Przemyśl). Für dieses Desaster – neben den Gefangenen wurden 322.000 Tote und Verwundete verzeichnet, zudem waren aufgrund des fluchtartigen Abrückens große Mengen Kriegsmaterial und etwa 1.000 dringend benötigte Lokomotiven verlorengegangen – machten die Wiener Regierung und das Armeeoberkommando in erster Linie die „arglistige Täuschung“ durch ihren Bundesgenossen verantwortlich.