12-й корпус возвращался в состав 8-й армии, а 11-й было приказано снять осаду Перемышля и занять позиции между 8-й и 3-й. Радко-Дмитриев считал рискованным оставаться за Саном — начинался осенний разлив из-за дождей, и он опасался, что при новых атаках противника не сможет отступить. Брусилов был против его отхода на правый берег. Армия действительно могла прикрыться рекой, но и сама была бы не в состоянии наносить удары, и австрийцы получали возможность, оставив против нее заслон, перебросить дополнительные силы на участок 8-й армии. Однако Радко-Дмитриев апеллировал к Иванову, и тот ему отход разрешил. Брусилов, по своему обыкновению, опять решил спутать карты противнику упреждающим ударом. Южнее Перемышля местность гористая, дорог мало, поэтому австрийцы двигались колоннами, и встреченные неожиданно для себя русским контрнаступлением, вынуждены были принимать бой в невыгодных для себя условиях. Но постепенно опомнились, стали наращивать натиск. Против 8-й армии, как и предвидел Брусилов, стали перебрасывать войска с участка 3-й, и на нее навалились вдвое превосходящие силы.
Фронт держался, но выявились два опасных участка. Один — позиции 11-й армии, состоявшей из ополченцев и второочередных частей, и к тому же ее фланг обстреливался тяжелой артиллерией из Перемышля. Другим уязвимым местом стал левый фланг, поскольку значительные силы австрийцев перешли в наступление из-за Карпат, через перевалы. В какой-то момент положение 11-й армии стало критическим. На одну из второочередных дивизий 11-й австрийский корпус обрушился среди ночи. Она бросила окопы и побежала. Фронт был прорван. Правда, и австрийцы в темноте сбились с ориентиров и заблудились в лесу, поэтому не смогли сразу же использовать успех. Брусилов бросил туда свой резерв, 9-ю и 10-ю кавдивизии, а командиру 12-го корпуса ген. Лешу приказал атаковать тычущегося по лесу противника и восстановить положение. Но и в бойцах запаниковавшей дивизии заговорила совесть, они стали возвращаться. А когда встретили посланную Брусиловым конницу, то выяснилась и главная причина случившегося — в дивизии не хватало офицеров, да и имеющиеся были неопытными, и солдаты, не получая команд, растерялись. Кавалеристы проявили инициативу и выделили им своих офицеров, которых пехота приняла с радостью. Совместными усилиями навалились на врага и отбили свои окопы. Дальнейшие неприятельские атаки здесь, несмотря на огонь из Перемышля, были отражены.
Но тем временем на левом фланге сильная австрийская группировка наступала от г. Турка, пытаясь охватить 24-й корпус Цурикова. Брусилов приказал ему самому наступать, чтобы предотвратить окружение — собрать в кулак все силы и резервы, оставить заслон с фронта и сманеврировать южнее, стараясь "обойти обходящих". Цуриков задачу выполнил, возникшая вдруг угроза флангового охвата заставила врага остановиться. Однако другой опасный удар австрийцы нанесли еще южнее, из-за Днестра. Их дивизии неожиданно перешли Карпаты, развернулись у Сколе и Болехова и устремились на Стрый. Откуда перед ними открывалась прямая дорога на Миколаев и Львов, в тылы 8-й армии. А противостоять им было почти некому — за Днестром у русских располагались лишь части нового 30-го корпуса, слабого и еще формирующегося. Несколько батальонов 71-й пехотной дивизии, тоже второочередной и необстрелянной, собранные у Стрыя, были выбиты и стали отходить на Миколаев, а казаки Кавказских кавдивизий — в другую сторону, на Дрогобыч. Командование фронта резервов не давало. Их не было. И Иванов, сознавая создавшуюся угрозу, уже распорядился начать эвакуацию Львова. Ближайшие к месту прорыва 24-й и 8-й корпуса помочь не могли, связанные жестокими боями. Но Брусилов сумел найти выход. Снял 58-ю пехотную дивизию 11-й армии с пассивного участка севернее Перемышля и направил ее закрыть прорыв. Правда, ее еще как-то требовалось перебросить за 100 с лишним километров. Однако, как пишет этот военачальник в своих мемуарах, "8-й железнодорожный батальон сделал невозможное".
Кстати, это одно из немногих упоминаний о деятельности русских железнодорожных войск в той войне. А ведь они, даже судя по косвенным данным, проводили колоссальную работу, внося огромный вклад в каждую операцию и добиваясь куда больших успехов, чем, скажем, их германские «коллеги». В составе российских железнодорожных батальонов было всего-то 40 тыс. чел., в несколько раз меньше, чем в армиях противника. Но если немцы во Франции очень долго не могли пользоваться железными дорогами из-за поврежденных путей, взорванных мостов, отсутствия подвижного состава, то русские железнодорожные войска при тех же трудностях, да плюс еще разной ширине колеи, всего за месяц смогли наладить в занятых областях Австро-Венгрии надежные перевозки. Вот и в этот раз, перекрыв все нормы загрузки и количества вагонов в составах, военные железнодорожники сумели быстро перевезти всю пехоту 58-й, а артиллерию погнали по шоссе аллюром. К Миколаеву подкрепление прибыло вовремя. Командир дивизии ген. Альфтаг тоже оказался на высоте положения. Не дожидаясь сбора всех сил, с ходу атаковал севернее Стрыя, во фланг противнику, заставив его остановиться — и выиграл время. Сорганизовал отступившие части, и после двухдневных боев австрийцы были разбиты и стали откатываться обратно к Карпатам.
Ну а в эпицентре сражения, на Висле, Гиндербургу пришлось срочно менять планы. Он встретил стойкую оборону и нес потери, а из-за перегруппировки русских армий сама идея операции теряла смысл — те самые силы, которые он хотел обойти, находились уже перед ним. Поэтому для выхода им во фланг и тыл, наоборот, нужно было бы осуществить прорыв в Галиции, где они располагались прежде — что и вылилось в попытки австрийцев опрокинуть армии Брусилова. А в Польше немцы пришли к мысли вместо стратегического разгрома русского фронта ограничиться более узкой задачей победой хотя бы и не решающей, но громкой. Захватить Варшаву. Под Ивангородом, куда был нацелен удар 9-й германской армии, оставлялись заслоны, немецкие части здесь начали заменять австрийскими, и создавалась группа ген. Макензена из 17-го, 20-го и Сводного корпусов, которая получила задачу с ходу, пользуясь внезапностью, взять польскую столицу, пока русские не сосредоточили там крупных сил. 9.10 эта группа повернула на северо-восток и через Радом и Белобржеж устремилась на Варшаву.
Да только ведь командование Юго-Западного фронта планировало нанести по прорвавшимся к Висле немцам фланговый удар из района Варшавы. Тут были собраны 3 корпуса 2-й армии, начали прибывать передовые эшелоны 5-й армии. И в тот же день, 9.10, Иванов дал им приказ перейти в наступление. Обе группировки столкнулись в ожесточенных встречных боях. Сперва Макензену удалось потеснить русских. К 12.10 немцы пробились на линию фортов Варшавы (не вооруженных, так как в предвоенные годы Варшавская крепость была упразднена), форсировали Вислу у Гуры Кальварии, Козенице, Новой Александрии. Но бригада 3-го Кавказского корпуса удержала сильный плацдарм у Козенице, и многочисленные атаки, направленные на то, чтобы ликвидировать его и сбросить бригаду в реку, разбивались о стойкость защитников. В ходе боев немцы несли огромные потери, резервы их истощались, и натиск слабел. А силы русских напротив, нарастали, так как все еще продолжалась переброска войск из Галиции — подтягивались растянувшиеся по осенней грязи полки, эскадроны, батареи. Отлично сражался и прибывший на фронт 2-й Кавказский корпус во главе с уже прославленным генералом Павлом Ивановичем Мищенко. Он успел повоевать в Турецкой, в Туркестане штурмовал со Скобелевым Геок-Тепе, отличился в Китайской кампании, а в Японскую прогремел на всю Россию, совершив со своими казаками несколько дерзких рейдов по тылам противника. И в мировую, уже в чине генерала от артиллерии, снова проявил себя блестяще, прекрасно подготовив вверенные ему войска и умело ими командуя.
12.10 в Холме состоялось новое совещание Ставки с главнокомандующими фронтами. Великий князь Николай Николаевич приказал организовать новое решительное наступление. При этом разгром 9-й германской армии возлагался на Северо-Западный фронт, для чего ему возвращалась 2-я армия и передавались 5-я и кавкорпус Новикова. К середине октября, благодаря исключительной самоотверженности и выносливости солдат и офицеров, преодолевших все трудности, широкомасштабная перегруппировка была завершена. Русские войска теперь обладали значительным преимуществом над противником, и 18.10 Варшавская группировка из 2-й и 5-й армий обрушилась на врага. В ходе трехдневных жестоких боев немцы стали терпеть поражение. Новые части переправлялись на Козеницкий плацдарм, и германские контратаки на него, продолжавшиеся до 21.10, результатов так и не дали. По мере продвижения русских положение группы Макензена становилось все более опасным. Ее прорыв за Вислу был осуществлен южнее Варшавы, а основной удар русских наносился севернее. Над немцами нависла угроза окружения. Гинденбург и Людендорф попробовали применить хитрость. Сняли с рубежа Вислы Гвардейский резервный корпус, передав его позиции австрийцам, и еще одну группировку, состоящую из этого корпуса, 11-го и 20-го, стали собирать севернее, в районе Лодзи. А Макензену приказали отступить от Варшавы на 3 перехода. Чтобы русским, которые разгонятся его преследовать, нанести тремя северными корпусами внезапный удар. Из плана ничего не получилось. Части Макензена отступили, но удержаться на новом рубеже и остановить русских, пока у них на фланге сосредоточится вторая группа войск, не смогли. Их опрокинули и погнали дальше. А 23-й корпус и кавалерийские соединения 2-й русской армии, продвигавшиеся севернее, на Лович и Лодзь, разбили поодиночке и погнали корпуса, предназначенные для контрудара, так и не успевшие собраться в кулак.
