Исходя из имевшихся разведывательных данных, Иванову было известно, что противостоявшая ему группировка противника также состояла из четырех армий. На ее правом крыле в районе Тарнополя находилась армейская группа генерала Кеверса. Далее на север сосредоточивались 3-я армия генерала Брудермана, 4-я армия генерала Ауффенберга и 1-я армия генерала Данкля. Всего в составе этих объединений было 35 пехотных и 11 кавалерийских дивизий, в рядах которых насчитывалось 850 тысяч человек личного состава и 1728 орудий. Таким образом, противник в полтора раза превосходил войска Юго-Западного фронта по численности личного состава, но незначительно уступал ему по количеству артиллерии. В этих условиях рассчитывать на успешное наступление можно было лишь в случае достижения его внезапности.
1 августа начальник штаба Верховного главнокомандующего генерал Н. Н. Янушкевич телеграммой сообщил Иванову о том, что Франция просит поддержать ее готовящееся наступление наступлением русских войск, в том числе и Юго-Западного фронта. На эту просьбу военно-политическое руководство России ответило согласием. Было решено, не дожидаясь полного сосредоточения и развертывания армий, атаковать австро-венгерские войска в Галиции, нанести им поражение в приграничных сражениях, воспрепятствовать планомерному отходу за Днестр и на запад к Кракову.
Иванов со свойственной ему покорностью подчинился указаниям Верховного командования. Совместно с начальником штаба фронта генералом М. В. Алексеевым он уточнил разработанный в довоенное время план операции. Было решено, используя удобную конфигурацию линии фронта, нанести два удара по сходящимся направлениям на Перемышль, окружить и разгромить главные силы противника, а затем овладеть его наиболее сильными крепостями Перемышль и Львов. В дальнейшем предполагалось повести широкомасштабное наступление на Краков. На первом этапе операции 4-я и 5-я армии должны были наступать на Перемышль и Львов из районов Люблин и Холм, а 3-я и 8-я – в этом же направлении из районов Ровно и Проскуров. Особому Днестровскому отряду ставилась задача, действуя в междуречье Днестра и Прута, обеспечить левый фланг фронта.
Этот интересный сам по себе замысел наступательной операции не отвечал, однако, реально сложившейся обстановке. Позже выяснилось, что командующий и штаб фронта в своих расчетах исходили из ошибочного предположения относительно рубежа развертывания войск противника. На деле он оказался отодвинутым на 100 километров к западу и юго-западу. В результате этого операция Юго-Западного фронта не могла привести к окружению и разгрому главной группировки австро-венгерских войск, которая находилась за флангами намеченного маневра. В то же время она обеспечивала в ее начале достаточно быстрое и глубокое продвижение на территорию врага, что уже само по себе давало русскому командованию немало преимуществ. Именно поэтому Иванов не стал менять ранее принятого решения даже несмотря на то, что действия противника носили характер, не предусмотренный его планами.
7 августа 1-я австро-венгерская армия генерала Данкля с рубежа реки Сан начала выдвижение в северо-восточном направлении. Установив это, Иванов выдвинул ей навстречу 4-ю армию генерала Г. А. Зальца. Взаимное выдвижение войск сторон привело к ожесточенному встречному сражению, разыгравшемуся в районе Красника 10 и 11 августа. Первоначально бои протекали с переменным успехом. Затем неприятель путем маневра создал угрозу охвата флангов 4-й армии и она была вынуждена отойти на позиции, проходившие в 20–45 километрах южнее и юго-западнее Люблина. К этому времени противник, введя в сражение 4-ю армию генерала Ауффенберга, еще больше ухудшил обстановку на правом крыле Юго-Западного фронта.
Иванов не ожидал такого поворота дел. Он растерялся и запросил помощи у Ставки. При этом он обвинил генерала Г. А. Зальца в неспособности управлять войсками. Верховный главнокомандующий немедленно направил в распоряжение Юго-Западного фронта крупные резервы: три армейских корпуса и три отдельные пехотные дивизии. Престарелый и нерешительный генерал Г. А. Зальц был сменен энергичным генералом А. Е. Эвертом. Кроме того, великий князь приказал немедленно подключить к операции под Красником 5-ю армию под командованием генерала П. А. Плеве, находившуюся юго-восточнее.
Иванов, получив материальную и моральную поддержку вышестоящего командования, несколько воспрял духом. Он пригласил к себе начальника штаба, генерал-квартирмейстера фронта и выслушал их предложения относительно дальнейших действий. Алексеев настаивал на решительном продолжении наступления частью сил фронта. Предлагалось 4-й армией сковать противника, а 5-й нанести удар во фланг наступательной группировки австро-венгерских войск. 3-я и 8-я армии должны были продолжать наступление, изменив направления своих главных ударов, сместив их на север. 3-й армии намечалось наступать на Жолкиев, а 8-й – на Львов и Николаев. После некоторых колебаний Николай Иудович утвердил эти предложения и подписал соответствующие директивы войскам.
С 13 августа на широком фронте, простиравшемся от Вислы до Днестра, закипело ожесточенное сражение. Истекая кровью, 4-я армия с трудом сдерживала наступление противника в районе Красника. Предназначенная для флангового удара 5-я армия, столкнувшись с превосходящими силами австро-венгерских войск в районе Томашовки, после трехдневных напряженных боев оказалась под угрозой окружения. Иванов был в отчаянии от такого хода событий, но Алексеев настойчиво уговаривал его проявить терпение, тем более, что наступление левофланговых армий фронта проходило успешно.
Еще 7 августа войска 3-й и 8-й армий пересекли государственную границу и вступили на территорию Австро-Венгрии, практически не встретив сопротивления. Попытки противника задержать их продвижение на реках Золотая Липа и Гнилая Липа не увенчались успехом. Перед армиями открылись реальные перспективы по овладению Львовом и Галичем. И только критическая обстановка, сложившаяся в полосе соседней 5-й армии, ставила под срыв возможность реализации достигнутого успеха. Именно поэтому командующий 3-й армией генерал Н. В. Рузский, получивший директиву фронта с требованием немедленно изменить направление наступления и прийти на помощь 5-й армии, сознательно уклонился от ее выполнения, ввязавшись в бои за Львов.
Ряды колючей проволоки перед позициями. Война зашла в «позиционный тупик».
В столь сложной и противоречивой обстановке в полной мере проявился незаурядный талант военачальника командующего 5-й армией генерала П. А. Плеве, соединения которого практически остались одни на острие главного удара противника. Томашовское сражение продолжалось девять дней. Первые пять дней русские войска упорно удерживали свои позиции, нанося огромный урон врагу. Затем, чтобы избежать полного окружения, Плеве был вынужден решиться на отход в северо-восточном направлении. Ему предшествовала серия контратак, которая ввела неприятеля в заблуждение относительно замысла предстоящих действий армии и позволила осуществить организованный выход войск из боя и отход на новый оборонительный рубеж. Благодаря предпринятым мерам, мужеству и стойкости соединений 5-й армии, распорядительности ее командования, к 21 августа положение войск правого крыла Юго-Западного фронта стабилизировалось.