Тем временем германское командование решило помочь своему союзнику. Обстановка на Западном фронте позволяла снять несколько дивизий и перебросить их на восток, где планировалось во второй половине апреля провести наступление между Вислой и Карпатами с задачей не только отбросить русских от Карпат, но и «… потрясти всю русскую армию». Для этого на 35-километровом участке прорыва скрытно были сосредоточены значительные силы германо-австрийских войск, превосходившие противостоявшую им 3-ю армию генерала Р. Д. Радко-Дмитриева по личному составу – в два раза, по легкой артиллерии и пулеметам – в три раза, по тяжелой артиллерии – в 40 раз. При этом по запасам артиллерийских снарядов на один выстрел русской артиллерии приходилось 30–40 выстрелов противника.
19 апреля (2 мая) 1915 года противник начал прорыв в районе Горлицы. Смяв русские войска на центральном участке Русско-германского фронта, противник устремился в образовавшуюся брешь. Русские войска начали отходить на восток.
По приказу Верховного главнокомандующего войска Юго-Западного фронта должны были организовать новый рубеж обороны на реке Сан. Но ввиду прибытия свежих немецких дивизий с французского фронта, которое не было установлено русской разведкой, этот план реализован не был. Русские армии продолжили отступление, были оставлены такие города, как Келцы, Радом, Дрогобич, Станислав, Черновцы, Сандомир, развалины крепости Перемышль. 9 (22) июня германо-австрийские войска заняли Львов, продвинувшись таким образом за полтора месяца на фронте 600 километров на глубину от 100 до 150 километров.
Горлицкая операция в очередной раз показала неспособность Верховного главнокомандующего и его штаба организовать стратегическую разведку и своевременно разгадывать замысел противника, предпринимать ответные меры. Переброска 14 дивизий с Западного фронта на Восточный и их сосредоточение в районе Кракова оказались неожиданным для русского командования. Результатом этого стали очередное поражение русских войск и значительные территориальные потери. Войска Юго-Западного фронта в Горлицкой операции только пленными потеряли 150 тысяч человек, 160 орудий и 403 пулемета. Потери противника в ходе боев составили 5562 человек убитыми, 21 200 ранеными и 1100 пропавшими без вести.
Пока внимание русской Ставки и Верховного главнокомандующего было приковано к Галиции, противник решил нанести удар в Прибалтике силами Неманской армии в направлении на Митаву и Шавли. Там ему противостояли войска 5-й армии генерала П. А. Плеве, уступавшие противнику только по численности артиллерии и боеприпасов. Но именно этот фактор стал решающим в ходе сражения. Начав наступление 1 (14) июля, германские войска попытались захватить русских в «клещи». Плеве избежал этого ценой отступления. 8 (21) июля противник занял Шавли, через четыре дня – Поневеж, 7 (20) августа пала Митава. Таким образом, Риго-Шавельская операция, продолжавшаяся более месяца, стала очередной неудачей русского оружия на австро-германском фронте. Были оставлены значительные территории, 5-я армия потеряла около 50 тысяч человек и 23 орудия. Потери противника были в пять раз меньшими.
Отход войск Юго-Западного фронта поставил под угрозу фланговых ударов группировку русских войск на территории Польши. Для их окружения и разгрома противник планировал с севера нанести удар 12-й германской армией, с юга – 11-й германской и 4-й австрийской армиями в общем направлении на Седлец. При успешном развитии этой операции в варшавском котле могли оказаться войска трех русских армий.