Долгое время 4-я стрелковая бригада находилась во взаимодействии с не менее доблестными 12-й кавалерийской дивизией А. М. Каледина и 48-й пехотной дивизией Л. Г. Корнилова, а начальником штаба фронта до марта 1915 г. был генерал М. В. Алексеев. Все они потом станут во главе Белого движения на Юге России.
Прекрасно образованный офицер, прошедший боевую школу у Ренненкампфа и Мищенко, Деникин во главе бригады оказался на своем месте: он был по праву одним из лучших бригадных и дивизионных командиров той войны. В начале сентября 1914 г. его части приняли участие в боях у Гродека, отражая попытку австрийцев ударом во фланг 8-й армии одержать реванш. За эти события он был награжден Георгиевским оружием: «За то, что вы в боях с 8 по 12 сент. 1914 г. у Гродека с выдающимся искусством и мужеством отбивали отчаянные атаки превосходного в силах противника, особенно настойчивые 11 сент., при стремлении австрийцев прорвать центр корпуса; а утром 12 сент. сами перешли с бригадой в решительное наступление».
В сентябре бригада Деникина участвовала в дальнейшем преследовании разбитых австрийцев, которые всем фронтом отступали за р. Сан. Однако вскоре ситуация кардинально изменилась: немцы вместе со своими союзниками предприняли бросок на Варшаву, в то время как австрийцы начали собственное наступление в Галиции. Так начались кровавые бои на р. Сан и у Хырова, которые шли весь октябрь и завершились общим обходом противника. В них «железная бригада» проявила чудеса отваги и мужества. Так, 11 (24) октября без всякой артиллерийской подготовки Деникин прорвал линии обороны противника и, настрочив быструю телеграмму «Бьем и гоним австрийцев», начал преследование, в ходе которого захватил с. Горный Лужок. Для противника прорыв русских был столь неожиданным, что вызвал панику в тылу. Более того, в Горном Лужке находился штаб группы эрцгерцога Франца-Иосифа, который еле успел избежать пленения. Успех бригады Деникина оказал важное содействие общему продвижению армии, а сам Антон Иванович был награжден орденом Св. Георгия 4-й ст.
В конце октября противник начал отходить по всему фронту, и 8-я армия вышла к Карпатам. Если в ноябре основные операции разворачивались в районе Лодзи (неудачная попытка вторгнуться в Германию) и в направлении на Краков, то Брусилову ставилась в общем-то пассивная задача: действовать в Карпатах, обеспечивая левый фланг всего фронта от возможных неожиданностей со стороны Венгрии. Брусилов решил занять Карпатские перевалы. Так начались упорные бои в Карпатах, которые с переменным успехом шли вплоть до апреля 1915 г. Бригада Деникина активно перебрасывалась с одного участка на другой, обеспечивая продвижение русских войск. За сражения января 1915 г. Деникин был награжден орденом Св. Георгия 3-й степени. Как указывалось в приказе о награждении: «Находясь в составе 2-го кавалерийского корпуса и лично руководя действиями вверенной ему 4-й стрелковой бригады, под сильным и действительным огнем выбил противника, проявившего огромное упорство, из ряда окопов и отбросил его за р. Сан на участке Смольник-Журавин. Овладением важнейшими в тактическом отношении, сильно укрепленными высотами 761-703-710 настолько способствовал победоносному успеху всей Лутовиской операции, что без овладения этими высотами упомянутый успех был бы невозможен. Трофеи: 8 пулеметов и свыше 2000 пленных».
В начале марта бригада вела тяжелейшие бои у горы Одринь. Здесь она попала в почти полное окружение, а позади была полноводная р. Сан с одним мостом для переправы. Стрелки вновь обливались кровью, но не отступали, чтобы не подставить под удар соседнюю 14-ю пехотную дивизию. Лишь по приказу начальства бригада была затем отведена за Сан. Отметим, что к началу апреля 1915 г. 8-я армия все же оказалась на западном склоне Карпат.