18 августа русские 4-я и 5-я армии завершили развертывание, а 19 августа выступили в южном направлении с рубежа Новоалександрия – Владимир – Волынск.
Австро-венгерская Северная группа получила приказ на наступление 22 августа, когда она еще не успела полностью сосредоточить свои силы. На первом этапе наступление было успешным для австро-венгерских войск. Битва у Красника закончилась 25 августа отступлением русской 4-й армии. 27 августа войска Ауффенберга заняли Замостье. К вечеру 1 сентября войскам Данкля удалось вторгнуться на территорию России примерно на 100 километров. Теперь Люблин, третий по значению город царства Польского, был для австрийцев на расстоянии дневного марша. Армия Ауффенберга сумела вклиниться на меньшую глубину: в течение нескольких дней 5-я армия генерала Плеве удерживала ее на рубеже Крылов – Дашов – Комаров – Грабовец. Затем, 1 сентября, был занят Комаров, и Плеве получил приказ отвести свои войска.
А в это время начал осуществляться план, разработанный начальником штаба при командующем Иванове генерала Алексеева, и была создана реальная угроза коммуникациям австро-венгерской армии в Галиции. 19 августа на широком фронте перешла границу в районе Проскурова 8-я армия генерала Брусилова. Еще через два дня 3-я армия Рузского на широком участке перерезала железную дорогу Броды – Лемберг. Обе армии стремительно продвигались вперед. С 17 августа до 3 сентября войска Брусилова прошли 220 верст. 3 сентября армия Рузского заняла Лемберг, а 8-я армия – Галич.
Австро-венгерское командование было ошеломлено. Было принято решение отозвать большую часть 4-й армии Ауффенберга, которая с 5 сентября развернулась на юг и заняла рубеж севернее Немирова (на правом фланге) и восточнее Равы-Русской (на левом). С этих позиций австрийцам пришлось отступить еще далее в тыл в южном направлении, чтобы сомкнуть фланги с левым крылом разбитых правофланговых соединений с целью попытаться противостоять не прекращающемуся давлению противника на фронте западнее Лемберга.
В это время после прибытия на рубеж Люблин – Холм гвардии и XVIII корпуса русские получили возможность начать наступательную операцию против армии Данкля. 5 сентября он был вынужден отвести свои войска на правом крыле. Для укрепления этого фланга был переброшен немецкий корпус ландвера Войриша. Данклю удалось удерживать позиции в течение нескольких дней, однако 9-го числа, испытывая значительное давление по обоим флангам, он был вынужден отступить.
Контрнаступление, которое австро-венгерские войска предприняли силами 2, 3 и 4-й армий, закончилось ничем, так как австрийцы встретили решительное противодействие войск Плеве, Рузского и Брусилова. В полдень 11 сентября австро-венгерское командование приняло решение отвести свои войска на переформирование за берег реки Сан.