12 сентября поступило указание отходить к Мариамполю, куда штаб корпуса прибыл 14-го числа. К 19 сентября II корпус отошел для отдыха в район восточнее реки Неман.
27 сентября вновь началось наступление совместно с вновь сформированной 10-й армией (командующий – генерал Флюг В.Е., затем – генерал Сиверс Ф.В.), и немцы, которые направили значительные силы для наступления в Юго-Западной Польше, были разгромлены под Августовом.
21 августа армия Самсонова перешла границу с Восточной Пруссией. К утру 30 августа армия была полностью разгромлена, а сам Самсонов застрелился. Десятидневное наступление стоило России практически всего XIII и XV армейских корпусов, 2-й пехотной дивизии и одного полка 3-й гвардейской пехотной дивизии со всей артиллерией и транспортом.
По немецким данным, были убиты, ранены и взяты в плен 170 тыс. русских солдат, захвачена вся русская артиллерия и средства транспорта. При этом потери самих немцев составили около 15 тыс. военнослужащих.
Затем пришла очередь армии Ренненкампфа, чья медлительность в наступлении после сражения при Гумбинене объясняется, главным образом, катастрофой, постигшей армию Самсонова. Войска Ренненкампфа несколько отошли назад и растянулись на рубеже от Велау через Алленбург, Гердауэн и Ангербург. После этого генерал стал выжидать. В то же время Гинденбург успел получить подкрепления с Западного фронта, в том числе XI армейский корпус, гвардейский резервный корпус и 8-ю кавалерийскую дивизию. Общая численность его войск достигла 175 тыс. человек. 9 сентября он атаковал 1-ю русскую армию с обоих флангов, опрокинув левый фланг. Ренненкампфу пришлось срочно уходить из Восточной Пруссии. При этом, по немецким данным, он потерял убитыми, ранеными и пленными около 60 тыс. человек. Немцы захватили 150 артиллерийских орудий.
Русские заявляют, что вторжение в Восточную Пруссию в августе 1914 г. было чем-то вроде рейда альтруизма, предпринятого исключительно для того, чтобы ослабить давление на союзников на Западном фронте. Когда в Генеральном штабе узнали новость о постигшей 2-ю армию катастрофе и французский представитель генерал Ля-Гиш высказал в связи с этим свое сочувствие, великий князь ответил: «Мы здесь привыкли жертвовать собой в интересах своих союзников».
В то же время русское командование вряд ли сознательно приняло бы решение принести в жертву девять армейских корпусов и восемь кавалерийских дивизий, то есть более четверти всей своей армии.
Первоначально две армии имели своей задачей просто совершить рейд на территорию противника, однако русские с их сангвиническим характером недооценили трудности и понадеялись на то, что те локальные успехи, которые поначалу сопутствовали им, и впредь будут неизменными спутниками русской армии. Они забыли о ничтожной пропускной способности железнодорожной ветки Варшава – Млава, о том, что в Северной Польше самым распространенным типом почвы является болото или песок, о том, что сами намеренно не строили здесь дорог, чтобы задержать продвижение возможного противника. Русские забыли о прекрасно отлаженной железнодорожной сети Восточной Пруссии. Они отправили 2-ю армию в наступление, не снабдив ее полевыми пекарнями, воображая (если они вообще думали о солдатских желудках), что многочисленная армия способна сама себя прокормить в этом регионе, что она не нуждается в поставках продовольствия. Возможно, русское командование рассчитывало на то, что, напрягая все силы на Западе, противник не станет оказывать настолько серьезного сопротивления, как это оказалось на самом деле. При этом никто не отдавал себе отчета и в том, что русская военная машина уступает немецкой в качестве командования, в вооружении, в маневренности.