Da die militärischen und wirtschaftlichen Kräfte der Mittelmächte einem Zweifrontenkrieg über keinen längeren Zeitraum gewachsen waren, versuchte die deutsche Kriegsleitung, Russland mit einem Offensivschlag niederzuwerfen. Mit der siegreichen Winterschlacht in Masuren gelang es den Deutschen, die russische Armee aus Ostpreußen zu vertreiben. Nach wechselhaften Kämpfen wehrten deutsche und österreich-ungarische Truppen in der Winterschlacht in den Karpaten (Dezember 1914 bis April 1915) einen drohenden Einfall russischer Truppen über die Karpaten nach Ungarn ab.
Am 7. Februar 1915 begannen die deutschen Truppen eine großangelegte Offensive gegen die noch im östlichen Ostpreußen stehenden Russen. Nach der Verstärkung der 8. deutschen Armee durch die neu geschaffene 10. Armee hatte die deutsche Seite 15 kampfbereite Divisionen zur Verfügung, denen 11 russische Divisionen gegenüberstanden. Zur Umfassung der russischen Armee bei Augustow rückten die Deutschen in einer Zangenbewegung südlich der Memel vor. In zweiwöchigen Kämpfen wurden die russischen Verbände aus Ostpreußen gedrängt. Den Russen fehlte es vor allem an Reserven und ausgebauten Verteidigungslinien, vier russische Divisionen mit etwa 100.000 Soldaten konnten sich nicht rechtzeitig aus Ostpreußen zurückziehen und wurden gefangengenommen. Ein kriegsentscheidender Sieg gelang den deutschen Truppen unter Paul von Hindenburg und Erich Ludendorff jedoch nicht. Schneestürme und starker Regen erschwerten das weitere Vorrücken und vor allem den Transport der schweren Geschütze. Der Großteil der russischen Einheiten konnte sich Richtung Osten zurückziehen. Durch Truppenverstärkungen konnte Rußland eine neue Frontlinie aufbauen. Die Versuche der Mittelmächte, diese Frontlinie bei Grodno (heute: Hrodna, Weißrußland) zu durchbrechen, scheiterten Anfang März. Dennoch wurde die Befreiung Ostpreußens in der deutschen Öffentlichkeit als großer Triumph gefeiert.