Русское командование вступило в 1915 год с твёрдым намерением завершить победоносное наступление своих войск в Галиции.
Шли упорные бои за овладение карпатскими проходами и Карпатским хребтом. 22 марта после шестимесячной осады капитулировал Перемышль с его 127-тысячным гарнизоном австро-венгерских войск. Но выйти на венгерскую равнину русским войскам не удалось.
В 1915 году Германия и её союзники направили основной удар против России, рассчитывая нанести ей поражение и вывести её из войны. К середине апреля германское командование успело перебросить с Западного фронта лучшие боеспособные корпуса, которые вместе с австро-венгерскими войсками образовали новую ударную 11-ю армию под командованием германского генерала Макензена.
Сосредоточив на главном направлении контрнаступления войска, в два раза превосходившие силы русских войск, подтянув артиллерию, численно превосходившую русскую в 6 раз, а по тяжёлым орудиям - в 40 раз, австро-германская армия 2 мая 1915 года прорвала фронт в районе Горлицы.
Под напором австро-германских войск русская армия с тяжёлыми боями отступала с Карпат и из Галиции, в конце мая оставила Перемышль, а 22 июня сдала Львов. Тогда же, в июне, германское командование, намереваясь зажать в "клещи" русские войска, сражавшиеся в Польше, предприняло удары своим правым крылом между Западным Бугом и Вислой, а левым - в низовьях реки Нарев. Но и здесь, как и в Галиции, русские войска, не имевшие достаточно оружия, боеприпасов и снаряжения, с тяжёлыми боями отступили.
К середине сентября 1915 года наступательная инициатива германской армии истощилась. Русская армия закрепилась на линии фронта: Рига - Двинск - озеро Нарочь - Пинск - Тернополь - Черновцы, и к концу 1915 года Восточный фронт простирался от Балтийского моря до румынской границы. Россия утратила обширную территорию, но сохранила свои силы, хотя с начала войны русская армия к этому времени потеряла в живой силе около 3 млн. человек, из них около 300 тыс. убитыми.
В то время когда русские армии вели напряжённую неравную войну с главными силами австро-германской коалиции, союзники России - Англия и Франция - на Западном фронте в течение всего 1915 года организовали всего лишь несколько частных военных операций, которые не имели существенного значения. В самый разгар кровопролитных боёв на Восточном фронте, когда русская армия вела тяжёлые оборонительные бои, со стороны англо-французских союзников не последовало наступления на Западном фронте. По этому поводу русские газеты писали, что Англия готова сражаться до последней капли крови Русского солдата. Оно было принято только в конце сентября 1915 года, когда на Восточном фронте наступательные операции германской армии уже прекратились.
Угрызения совести от неблагодарности по отношению к России с большим опозданием почувствовал Ллойд Джордж. В своих мемуарах он позже писал: "История предъявит свой счёт военному командованию Франции и Англии, которое в своём эгоистическом упрямстве обрекло своих русских товарищей по оружию на гибель, тогда как Англия и Франция так легко могли спасти русских и таким образом помогли бы лучше всего себе".
Получив территориальный выигрыш на Восточном фронте, германское командование, однако, не добилось главного - оно не принудило царское правительство к заключению сепаратного мира с Германией, хотя половина всех вооружённых сил Германии и Австро-Венгрии была сосредоточена против России.
В том же 1915 году Германия попыталась нанести сокрушительный удар Англии. Она впервые широко использовала сравнительно новое оружие - подводные лодки, чтобы пресечь подвоз в Англию необходимого сырья и продовольствия. Сотни судов были уничтожены, их команды и пассажиры погибли. Возмущение нейтральных стран заставило Германию не топить пассажирские корабли без предупреждения. Англия же путём увеличения и ускорения строительства судов, а также разработкой эффективных мер борьбы против подводных лодок преодолела нависшую над ней опасность.
Весной 1915 года Германия впервые в истории войн применила одно из самых бесчеловечных орудий - отравляющие вещества, но это обеспечило лишь тактический успех.
Неудача постигла Германию и в дипломатической борьбе. Антанта обещала Италии больше, чем могли обещать Германия и сталкивавшаяся с Италией на Балканах Австро-Венгрия. В мае 1915 года Италия объявила им войну и отвлекла на себя некоторую часть войск Австро-Венгрии и Германии.
Лишь частично эта неудача была компенсирована тем, что осенью 1915 года болгарское правительство вступило в войну против Антанты. В результате образовался Четверной союз Германии, Австро-Венгрии, Турции и Болгарии. Непосредственным следствием этого явилось наступление германских, австро-венгерских и болгарских войск против Сербии. Маленькая сербская армия героически сопротивлялась, но была раздавлена превосходящими силами противника. Посланные на помощь сербам войска Англии, Франции, России и остатки сербской армии образовали Балканский фронт.