对于1915年的东线战场，兴登堡在其回忆录中是这样描述的：“在我们同俄国人的战斗中，我们不得不把堑壕前成堆的敌人尸体搬走，以清除射界中的障碍物，来对付新的进攻浪潮。”这一年，对于俄军来说同样是一场刻骨铭心的梦魇。
复杂的东线
坦伦堡战役惨败之后，俄国人又在第一次马祖里湖战役、波兰中部战役中连续被德军击败，从而丧失了战争初期的主动权。此时，奥匈帝国军队对俄国发动了进攻，期望也能像德军一样取得一场辉煌的胜利，但却在加利西亚方向被俄军狠狠修理了一顿。德军为了援助盟友，对俄国西北、西南两个方面军的接合部（维斯瓦河中游）发动了大规模进攻，但以失利告终。俄军企图乘胜追击攻入德国境内，但在罗兹地区遭受了较大损失，双方亦形成暂时的阵地战局面。而在巴尔干战场，奥匈帝国军队对塞尔维亚的多次进攻均未成功。1914年10月，德国为了牵制俄国，答应向土耳其提供1亿法郎贷款，以换取其参战。土耳其随即加入同盟国一方作战，并很快对俄国发动了攻势。高加索一战中，俄军全歼土耳其第9集团军，暂时稳定住了巴尔干地区的局势。
东线激战
1915年，西线战场陷入胶着状态，双方在堑壕战中消耗着各自的兵力。对德国人来说，时间的消耗是最致命的，于是德军最高统帅部决定在这一年将俄国作为主攻目标，将其击败从而结束东线的战斗。此时，统帅德军东线部队的是在坦伦堡战役中居功至伟的兴登堡，此时他已荣升为德国陆军元帅，其副手鲁登道夫则担任他的参谋长。两个人都深信只要东线有足够的兵力，就能在短时间内击败俄军，从而迫使其退出战争。但接替小毛奇担任德军总参谋长的恩里克·法尔肯海因却不这样想，他仍固执地认为战争将在西线获得胜利并结束，所以德军主力必须留在那里，不肯增兵东线。直到西线战局陷入僵持，法尔肯海因才从西线抽调部分部队前往东线增援。此时，德奥两国在东线的总兵力达到了130万，虽然与其对峙的俄国军队总兵力是175万，但考虑后者在装备和训练上的绝对劣势，双方实力相差无几。
1915年1月31日，在鲁登道夫的精心策划之下，德军发动了第二次马祖里湖会战。缺乏准备的俄军很快被击溃，会战在2月21日结束，近10万俄军士兵沦为俘虏。德军惊奇地发现，这批俄军的处境较之以前更加窘迫，1/3以上的士兵居然缺乏武器装备，且大多数是只训练了四周的新兵。火炮方面，由于炮弹补给困难，部分俄军炮兵指挥官不得不奉命执行每门炮每天不得发射三发以上炮弹的命令。就在俄法两国处境危险的时候，意大利在5月宣布加入协约国一方参战，因为英法两国答应在战后将塞尔维亚的阜姆和达尔马提亚割让给它。虽然意军实力不济，与奥匈帝国军队交战初期即损失近30万人，但它却成功拖住了奥军40个师的兵力，极大减轻了俄军的压力。
5月初，德军联合奥匈帝国军队发动戈尔利采-塔尔诺夫夏季攻势，对俄军控制下的波兰发动了进攻。俄军的防线迅速崩溃，大部分军队不得不向后撤退。至6月底，仅德国第9集团军就俘获了超过15万俄国士兵。到了8月5日，被德军打得几乎没有还手之力的俄军撤出了波兰首都华沙。两周之后，德军占领整个波兰，俄军则留下了总数多达75万的俘虏。
9月初，获悉俄军大败消息的沙皇尼古拉二世愤怒之下解除了俄军总指挥尼古拉大公的职务，自己亲自赶往前线指挥作战。但坏消息还是没有停止，10月11日，保加利亚宣布加入同盟国一边，并迅速和奥匈帝国一同向塞尔维亚发动了总攻。很快，同盟国军队就占领了塞尔维亚全境，塞尔维亚政府及军队被逼撤退至希腊的克基拉岛。这对于沙皇来说同样是一个巨大的打击。就在德国人可以在东线扩大战果的时候，谨小慎微的德军总参谋长法尔肯海因却命令德军停止在东线的主要攻势，就地转入防御。至1915年底，东线稳定在从波罗的海的里加到邻近罗马尼亚边界的切尔诺夫策近1000多千米的战线上。
