Chiến dịch tấn công Gorlice–Tarnów
Diễn biến

Trận Gorlice-Tarnow mở màn lúc 6h ngày hôm sau, khi toàn bộ lực lượng pháo binh Đức-Áo ồ ạt bắn phủ đầu đội hình địch. Cho đến thời điểm này, đây là trận pháo bắn chuẩn bị lớn nhất trong lịch sử chiến tranh. Những quả đạn pháo hạng nặng của khối Trung tâm đã cày nát các chiến hào được xây dựng thô sơ của Nga và giết chết hoặc chôn vùi hàng loạt lính Nga. Không thể nào đáp trả, pháo binh Nga nhanh chóng bị câm họng. Sau 4 tiếng đồng hồ pháo kích, bộ binh Đức đồng loạt xung trận vào lúc 10h. Họ chỉ gặp phải sự kháng cự nhỏ, khi phần lớn quân Nga ở tuyến đầu đều vứt súng xin hàng hoặc đơn thuần là bỏ chạy. Tiếp theo đó, quân Đức nhanh chóng khai thác chiến quả và bẻ gãy những đợt phản công vội vã của quân Nga ở tuyến thứ 2 và thứ 3. Một số đơn vị Nga đã chiến đấu anh dũng, nhưng phải lùi bước trước các cuộc công kích từ hai mạn sườn. Tới ngày 5 tháng 5, tập đoàn quân số 11 Đức đã đục được một lỗ hổng lớn trong chiến tuyến quân Nga, loại nhiều đơn vị tiền tuyến và dự bị của Dimitriev khỏi vòng chiến.
Với tốc độ tấn công nhanh như vũ bão, quân Đức và Áo-Hung đã mở rộng cửa đột phá từ 40 km đến 462 km vào thời điểm ngày 15 tháng 5. Trên khắp mặt trận, họ đã thọc sâu đến 97 km từ các địa điểm khởi phát của mình (hay 145 km từ các ga tiếp tế), vượt các sông Wisloka, Wislok và Jasiolka. Việc quân Đức đánh chiếm Zmigrod và các vùng phụ cận đã uy hiếp sườn phải quân Nga trên dãy Karpath, buộc các tập đoàn quân số 3, 8 (tướng Aleksey A. Brusilov) và 11 (tướng Dmitry G. Shcherbachev) của Nga phải hối hả rút về mạn đông. Tập đoàn quân số 3 Áo-Hung cũng dốc sức rượt đuổi đối phương và xóa sổ sư đoàn bộ binh 48 Nga bằng một đòn hợp vây. Nguy cơ về một cuộc xâm lược của Nga vào Hungary giờ đây đã tan biến.
Sau khi dùi một lỗ hổng lớn vào phòng tuyến của Dimitriev, Mackensen thỉnh ý Falkenhayn về mục tiêu kế tiếp của chiến dịch. Falkenhayn và Conrad đồng thuận mục tiêu tiếp theo là đánh chiếm pháo đài Przemyśl và hình thành các đầu trên sông San. Để tiết kiệm đạn pháo, các chỉ huy phe Trung tâm quyết định tổ chức chiến dịch theo các giai đoạn ngắn. Mục đích trước tiên là chiếm Jaroslau và Radymno nhằm cắt đứt các tuyến đường sắt của Nga trên mạn bắc Przemyśl đồng thời tạo bàn đạp cho tập đoàn quân số 11 Đức và tập đoàn quân số 3 Áo-Hung lập đầu cầu trên sông San. Thực thi kế hoạch, tập đoàn quân số 11 mở một loạt đợt tấn công ngắn từ ngày 13 cho đến ngày 18 tháng 5, với hướng tấn công chính chuyển từ mạn nam lên mạn bắc. Sau khi chiếm được các khu vực phía tây Jaroslau và Radymno, Mackensen lại cho quân nghỉ chân 5 ngày để các đoàn hậu cần theo kịp và tiếp ứng đạn pháo. Thêm vào đó, theo như Mackensen và Seeckt giải trình với Falkenhayn, các đầu cầu qua sông San cần được mở rộng để hỗ trợ cho tập đoàn quân số 11 quay xuống phía đông nam đánh Przemyśl nếu cần thiết.
Sau khi tái phát động tấn công vào ngày 24 tháng 5, quân Đức đã đập tan sự chống cự kiên cường của quân Nga ở Jaroslau và Radymno, và Radymno và thiết lập các đầu cầu qua sông San. Nhận thấy tập đoàn quân số 3 Áo-Hung tiến chậm chạp về Przemyśl từ hai hướng tây và nam, tập đoàn quân số 11 lại chuyển mũi tấn công xuống phía nam và đông nam. Cuối tháng 5, quân đoàn Dự bị XXXI Đức đã ở tư thế sẵn sàng cắt đứt các tuyến liên lạc phía đông của Przemyśl trong khi sư đoàn bộ binh 11 Bayern và các thành phần thuộc quân đoàn Vệ binh chuẩn bị tập kích vành đai công sự của Przemyśl từ phía bắc dưới sự yểm trợ của pháo binh hạng nặng. Cuộc vây hãm Przemyśl chỉ kéo dài 4 ngày. Đúng như Seeckt dự đoán, các thành lũy của Przemyśl không thể địch nổi pháo binh hạng nặng Đức–Áo-Hung được hỗ trợ bởi một vị trí quan sát tốt và bởi không quân trinh thám. Sau khi vệ binh Phổ và quân Bayern chiếm được một số pháo đài vòng ngoài, đồn binh Nga mở một cuộc phản công dữ dội vào ngày 2 tháng 6. Thất bại của cuộc phản công này đánh dấu sự thất thủ hoàn toàn của Przemyśl. Phần lớn đồn binh Nga chạy khỏi pháo đài và phá cầu bắc qua sông San.
Đến đây, chiến dịch của Mackensen đã đạt được thắng lợi giòn giã, mặc dù một số tác giả thời hậu chiến đánh giá đây là một thắng lợi không hoàn chỉnh vì không có một cuộc hợp vây quy mô lớn nào gắn liền với nó. Trên thực tế, chiến dịch đã đem lại cho khối Trung tâm một lượng chiến lợi phẩm còn lớn hơn trong trận Tannenberg. Trong một bức thư gửi Conrad vào ngày 17 tháng 5, Falkenhayn ước tính các đoàn binh của Mackensen đã bắt được 170.000 tù binh, cộng thêm 100 đại bác và 300 súng máy. Tổng thiệt hại của Phương diện quân Tây Nam vào tháng 5 là 420.000 người; trái lại, quân Đức chỉ tổn thất khoảng 28.000, trong đó 5.500 người bị giết.  Sau khi đoạt lại Przemyśl, Falkenhayn và Conrad quyết định tung quân của Mackensen vào một mặt trận rộng lớn về phía đông nhằm chiếm Lemberg là thủ phủ xứ Galicia. Sau nhiều tranh cãi với Conrad, Falkenhayn đã giao cho Mackensen quyền chỉ đạo trực tiếp các tập đoàn quân số 2 (thượng tướng kỵ binh Eduard von Böhm-Ermolli chỉ huy) và 4 (đại công tước Joseph Ferdinand chỉ huy) của Áo-Hung nằm hai bên sườn tập đoàn quân số 11. Đồng thời, Mackensen và Seeckt cũng được chi viện một số sư đoàn từ mặt trận Tây Âu và từ cụm tập đoàn quân của Hindenburg-Ludendorff.
Sau vài ngày dừng quân để nhận tiếp tế và viện binh đồng thời dò la tin tức về phòng tuyến mới của Nga, Mackensen và Seeckt tiếp tục tiến công vào ngày 13 tháng 6 sau một trận nã pháo ngắn như dữ dội. Liên quân Đức–Áo-Hung nhanh chóng xuyên thủng chiến tuyến quân Nga và thọc sâu về hướng đông và đông bắc. Thêm 35.000 quân Nga đã được thêm vào danh sách tù binh của khối Trung tâm. Vào ngày 18 tháng 6, quân Đức và Áo-Hung đã đến sát trận địa Grodek, một tuyến phòng thủ được xây dựng vội vã dựa trên một hệ thống sông hồ phía tây và tây nam Lemberg. Không những Mackensen và Seeckt mà ngay đến bộ chỉ huy Nga cũng tin chắc rằng tuyến Grodek sẽ bị đánh thủng dễ dàng. Được hỗ trợ bởi không quân trinh sát, Mackensen và Seeckt quyết định chọc thủng trận tuyến phía bắc Grodek. Họ xác định mục tiêu tấn công là Rava Ruska, một trung tâm liên lạc quan trọng trên mạn bắc Lemberg. Việc đánh chiếm Rava Ruska và tuyến đường sắt của nó sẽ cô lập Lemberg và phía bắc và cắt đứt liên lạc giữa các phương diện quân Tây Nam và Tây Bắc của Nga.
Ngày 19 tháng 6, Mackensen xua sư đoàn bộ binh 119 và quân đoàn Vệ binh Phổ ào ạt xông lên đánh tuyến Grodek và giành được thắng lợi đáng kể. Đặc biệt, cuộc tấn công của quân đoàn Vệ binh đã được thực hiện dưới sự hiện diện trực tiếp của Đức hoàng, Falkenhayn và các tướng tùy tùng. Đến ngày 22 tháng 6, các thành phần thuộc tập đoàn quân số 2 Áo-Hung đã quét sạch quân Nga khỏi Lemberg. Việc chiếm lại thủ phủ vùng Galicia đã lên dây cót đáng kể cho tinh thần quân lực Áo-Hung. Các lễ ăn mừng được tổ chức rầm rồ tại Viên, Teschen và Press. Đồng thời, chiến thắng Lemberg cũng đem lại chiếc gậy Thống chế cho Mackensen. Quân Đức và Áo-Hung vượt sông Dniester trong các ngày 23 – 27 tháng 6.