В то же время между Первой и Второй французскими армиями также образовался разрыв. Исходя из сложившейся обстановки, Дюбайль принял решение начать в ночь на 20 августа повое наступление, с тем чтобы соединиться с армией Кастельно и расчистить путь для намечавшегося рейда в тыл немцев кавалерийских частей под командованием Конно. Однако планам Дюбайля не суждено было сбыться. Немцы подготовили контрудар.
Армии Руппрехта и Геерингена в это время управлялись из единого центра — штаба, возглавлявшегося генералом Крафтом фон Дельмензингеном, — и потому координация действий этих немецких армий была на удовлетворительном уровне. Начатое в ночь на 20 августа наступление Первой французской армии сразу же захлебнулось: шесть французских корпусов были встречены восемью корпусами немцев. Заговорила немецкая тяжелая артиллерия. Вскоре 8-й пехотный корпус французов, потеряв все полевые пушки, оставил Саарбург. Под натиском немцев стали отступать и другие части Первой французской армии.
В тот же день тяжелая артиллерия немцев открыла огонь и по позициям Второй французской армии. Проведя артиллерийскую подготоику, немцы перешли в наступление. 16-й и 18-й корпуса армии Кастельно начали отступать.
Удерживал свои позиции только 20-й корпус под командованием генерала Фердинанда Фоша, талантливого и энергичного командира. Оставив 20-й корпус в бою, Кастельно приказал остальным частям своей армии отступить за реку Мерт. Так к исходу 20 августа почти вся Вторая французская армия оказалась на рубеже, с которого шесть дней назад начала наступление.
К этому времени связь между Первой и Второй французскими армиями была потеряна окончательно. Фланги армии Кастельно оказались полностью обнаженными, однако немцы не сумели воспользоваться благоприятно сложившейся для них обстановкой. 23 августа Первая французская армия также ушла за Мерт. Линия обороны французов выравнивалась, а 20-му корпусу Второй армии удалось закрепиться на возвышенности Гранд Куронне-де-Нанси. Только после этого начальник немецкого Генерального штаба Мольтке решил предпринять новое наступление, однако на этот раз армии Руппрехта и Дельмензингена натолкнулись на упорное сопротивление неприятеля. Бои у реки Мерт продолжались с 25 августа по 7 сентября, но не принесли успеха на одной из сторон.
Во второй половине августа основные бон между немцами и французами переместились к франко-бельгийской границе, куда к 20 августа подошла главная группировка немецких сил и французские армии левого крыла — Третья, Четвертая и Пятая Армии. Третья французская армия под командованием генерала Рюфе развернулась северо-восточнее Вердена, Четвертая французская армия под командованием генерала Лангля де Кари заняла широкий фронт от Монмези до Мезьера, а Пятая французская армия под командованием генерала Ланрезака расположилась между Самбром и Маасом в треугольнике Динан — Намюр — Шарлеруа.