Тогда военный министр Энвер-паша в согласии с главой германской военной миссии генералом Лиманом фон Сандерсом организовал нападение германо-турецкого флота 29–30 октября 1914 года на русские черноморские порты. Россия в ответ 1 ноября объявила войну Турции. 2 ноября русская Кавказская армия перешла границу. В тот же день турки начали наступление на Карс и Батум. В ходе Саракамышской операции в конце 1914 – начале 1915 года турецкие войска были разгромлены. Однако черноморские проливы теперь были закрыты, и Россия лишилась возможности получить вооружение и снаряжение от союзников наиболее коротким и удобным южным путем. Оставался только северный путь через Мурманск и Архангельск. Но он был значительно длиннее, зимой проходил по морям, покрытым льдом, и находился под ударами немецких подводных лодок. К тому же железнодорожная сеть на севере России была не развита. Мурманскую дорогу строили уже в годы войны. Восточный же маршрут, через Владивосток и Транссибирскую магистраль, был уж очень долог и ограничивался малой пропускной способностью Транссиба.
Турецкие войска также развернули наступление в Египте, захватили Синайский полуостров и вышли к Суэцкому каналу, но были отбиты английскими войсками в феврале 1915 года. После начала Дарданелльской операции турецкая армия в Палестине перешла к обороне и оставила Синай.
В начале 1915 года русские войска продолжили наступление. Еще в конце октября 1914 года они вновь вторглись в Восточную Пруссию. На 10 (23) февраля 1915 года было назначено большое наступление в районе Мазурских озер. Однако 7 и 8 февраля немцы, упредив русских, сами начали здесь наступление с целью окружения 10-й армии. Ее основным силам удалось избежать гибели, в германском кольце в Августовских лесах погиб только арьергардный 20-й корпус. Его солдаты и офицеры, расстреляв почти весь боезапас, 15 (28) февраля пошли в последнюю штыковую атаку и были почти в упор расстреляны немецкой артиллерией и пулеметами. Более 7 тысяч их погибло в один день, остальные были пленены. Немецкий военный корреспондент Р. Брандт писал: «Попытка прорваться была полнейшим безумием, но святое безумие – геройство, которое показало русского воина таким, каким мы его знаем со времен Скобелева, штурма Плевны, битв на Кавказе и штурма Варшавы! Русский солдат умеет сражаться очень хорошо, он переносит всякие лишения и способен быть стойким, даже если ему неминуемо грозит при этом верная смерть!» Всего германская 8-я армия в ходе наступления взяла более 100 тысяч пленных.
Гораздо успешнее для русских складывались боевые действия против Австро-Венгрии. Армии Юго-Западного фронта генерала Николая Иванова успешно отразили австрийское наступление в карпатских предгорьях для деблокады Перемышля. 9 (22) марта эта мощная австрийская крепость пала. Здесь русские пленили 120-тысячный гарнизон. В апреле в ряде мест австро-венгерские войска были оттеснены за Главный Карпатский хребет. Создалась реальная угроза русского вторжения в Венгрию. Неудачи Дунайской монархии в значительной мере объяснились тем, что служившие в ее армии чехи, словаки, сербы и румыны не желали воевать за Габсбургов и массами сдавались в плен.
Сменивший Мольтке генерал Эрих Вальхем считал, что ее основной союзник под тяжестью поражений вынужден будет выйти из войны. Поэтому немецкое военное и политическое руководство решило перенести на время главные усилия на Восточный фронт. В Карпатах из германских резервов, переброшенных с запада, и наиболее боеспособных австро-венгерских частей была сформирована ударная 11-я армия генерала Августа Макензена. 19 апреля (2 мая) она атаковала русские позиции у Горлицы в Галиции и вскоре прорвала фронт. К тому времени русская армия испытывала острую нехватку снарядов.
Кризис с боеприпасами через несколько месяцев после начала войны испытали армии всех стран-участниц, поскольку запасы мирного времени оказались израсходованы. Однако в более развитых Германии, Австро-Венгрии, Англии и Франции этот дефицит очень скоро был ликвидирован благодаря наращиванию военного производства. В России же промышленность не смогла в короткие сроки перестроиться для нужд фронта. Поэтому «снарядный голод» здесь ликвидировали лишь в 1916 году. Пока же русские войска вынуждены были отступать под натиском превосходящих их по огневой мощи сил противника, отвечая едва ли одним снарядом на десяток неприятельских.