Ставка развернулась в Барановичах. При Верховном главнокомандующем состоял штаб, который включал ряд управлений. Важнейшими из них были: генерал-квартирмейстера (ведало разработкой оперативных вопросов), дежурного генерала (занималось организационными вопросами, в том числе укомплектования войск и кадрами), начальника военных сообщений, военно-морское, коменданта главной квартиры. В штате Ставки летом 1914 года насчитывалось 9 генералов, 36 офицеров, 12 чиновников, около 150 солдат.
По стратегическому плану в случае войны Россия должна была вначале нанести удар по Австро-Венгрии, уничтожить армии этого государства в Галиции и овладеть Веной и Будапештом. Кроме того, с задержкой после начала войны всего на 15 дней русские войска должны были начать наступление против германских войск. Поскольку отношения России с Турцией также были напряженными и было известно о германской ориентации правительства этой страны, то русский Генеральный штаб на случай войны с Турцией имел также план развертывания войск Кавказского военного округа. Кавказской армии ставилась задача прикрыть, насколько возможно, свою границу, а в случае невозможности удержаться ввиду значительного превосходства противника – постепенно отходить на линию Главного Кавказского хребта.
В рамках стратегического плана войны имелись наметки некоторых оперативных планов действий фронтов и армий. Но они носили слишком общий характер и нуждались в основательном уточнении.
Верховный главнокомандующий не участвовал в разработке планов действий войск на случай войны, мало считался с довоенными наработками Генерального штаба и имел свое мнение. Оно сводилось к стремлению нанести решающий удар на Берлин по кратчайшему пути из Польши, а также фланговые удары по группировке немецких войск в Восточной Пруссии и группировке австро-венгерских войск в Галиции. Данный план имел много недостатков, но важнейшим из них было распыление русских войск по трем направлениям. На практике это неизбежно вело к распылению сил и средств и развалу общего плана стратегических действий на несколько фронтовых, а то и армейских операций.
О поведении Верховного главнокомандующего и обстановке, царившей вокруг него в первые дни войны, оставил воспоминания французский посол при русском дворе М. Палеолог, который посетил Николая Николаевича 20 июля 1914 года. На вопрос посла: «Через сколько дней, ваше высочество, вы перейдете в наступление?» – Верховный главнокомандующий ответил: «Я прикажу наступать, как только эта операция станет выполнимой, и я буду атаковать основательно. Может быть, я даже не буду ждать того, чтобы было окончено сосредоточение моих войск. Как только я почувствую себя достаточно сильным, я начну нападение. Это случится, вероятно, 14 августа».
Для французского посла и правительства его страны главным было как можно скорее вынудить Россию начать активные военные действия против Германии. Поэтому любой план действий в этом направлении устраивал Палеолога. Но Верховный главнокомандующий, давая такие обещания, должен был многократно просчитать их последствия. Последующие события свидетельствуют, что до таких «мелочей» великий князь не опускался.
Вопреки предвоенным планам, кампания 1914 года на русском фронте по приказу Верховного главнокомандующего открылась Восточно-Прусской операцией, чем великий князь пытался «поддержать французов ввиду готовящегося против них главного удара немцев». Войскам Северо-Западного фронта директивой Ставки ставилась задача охватом с обоих флангов нанести поражение германским войскам, овладеть Восточной Пруссией и создать выгодное положение для дальнейшего наступления в пределы Германии.
Восточно-Прусская операция началась 4 августа. Но, воспользовавшись оперативной паузой, германское командование осуществило перегруппировку войск и в период с 13 по 17 августа нанесло удар по 2-й русской армии. Ее соединения были отброшены на восток, а два корпуса и одна дивизия окружены в районе Грюнфлисского (Кальтенборнского) леса. Затем, покончив со 2-й армией, основные силы германских войск обрушились на 1-ю армию, вынудив ее начать отход, в ходе которого русские войска понесли большие потери. К началу сентября Восточно-Прусская операция завершилась полным поражением армий Северо-Западного фронта. Не достигнув поставленных целей, они были отброшены на свою территорию, потеряв менее чем за месяц около 250 тысяч человек.