Тем временем русская армия наступала в Восточной Пруссии. Направление наступления было выбрано из‑за завышенной почти втрое оценки численности германских войск - предполагалось отсечь в Пруссии "главные силы" ударом на Алленштайн (Ольштын) и только затем идти на Берлин. На практике задачами 1–й и 2–й армий стало отрезать германские силы одновременно от Вислы и от Кёнигбсерга. Немецкая территория была заранее подготовлена к обороне, и русским войскам приходилось идти по сравнительно глухой местности без продовольствия и фуража. Полковник Желондковский вспоминал: "Артиллерийские лошади выбивались из сил, приходилось прибегать к помощи пехоты. Помню, с каким трудом двигался вперед автомобильный прожектор. Прекрасная машина "Фиат" зарывалась на малейших незначительных песчаных подъемах - приходилось подкладывать доски, применялись цепи, в конце концов обращались опять же к людям". Район Мазурских болот разделял две наступающие армии, и для взаимодействия между собой после перехода границы им даже без сопротивления противника требовалось не меньше недели. После первых побед риск, что немцы будут атаковать эти армии по частям, посчитали несущественным - в штабе фронта больше думали о том, чтобы не дать противнику отойти за Вислу (и такие планы у немцев действительно были), задав операции слишком большой размах. По резкому выражению Н. Н. Головина, "оперативные планы делались "на глазок", не на основании продуманной мысли, а на основании разгулявшейся фантазии". В результате немцы смогли разбить армию Самсонова и вытеснить армию Ренненкампфа. Общие потери 2–й армии Самсонова под Танненбергом составили 6789 убитых, 20 500 раненых и более 93 000 пленных, включая 15 генералов и 1830 офицеров, захвачено 350 орудий. Немцы потеряли 1891 убитого, 6579 раненых, 4588 пропавших без вести, 16 орудий.
В советской популярной литературе, например, у Пикуля, красочно описывалась неприязнь между этими командующими, что якобы и послужило причиной поражения. Но тот же Ренненкампф вполне успешно и грамотно действовал в 1900 г. в Китае при подавлении "боксерского" восстания. Деникин дает ему следующую характеристику в Русско–японской войне: "Генерал Ренненкампф был природным солдатом. Лично храбрый, не боявшийся ответственности, хорошо разбиравшийся в боевой обстановке, не поддававшийся переменчивым впечатлениям от тревожных донесений подчиненных во время боя, умевший приказывать, всегда устремленный вперед и зря не отступавший".
Как немцы, так и Лиддел Гарт и другие историки справедливо отмечали легкий перехват и чтение немцами русских радиограмм. Благодаря этому немцы заранее знали о перемещения русских частей и их целях. После директивы Верховного главнокомандующего, требовавшей более осторожно пользоваться радиосвязью и запрещавшей передавать нешифровашше радиограммы, радио стали считать основной причиной, погубившей армию Самсонова, и перестали им пользоваться. В конце февраля 1915 г. пришлось даже издать новую директиву, где говорилось: "Радиотелеграф является единственным техническим средством связи при нарушении других и пользоваться им надлежит до последней возможности, не боясь потери материальной части, если тем могут быть достигнуты важные результаты в общем ходе боя". И, как отмечает Пересыпкин, в целом ряде случаев, от левобережья Вислы до Сарыкамыша, грамотное использование радиосвязи, особенно при маневренных действиях и в окружении, способствовало успеху русских частей.
Но и сами немцы на Западном фронте из‑за путаницы в шифрах, когда радиограммы почти невозможно было прочитать, вынуждены были прибегнуть к передаче нешифрованных радиограмм, особенно в кавалерии.
Гораздо более существенным недостатком русской армии, по мнению Головина и Лихотворика, было то, что войска постоянно проигрывали темп и перемещались позже, чем предписывалось приказами, запаздывая где на 10 часов (Сталлупенен), а где и на день (Франкенау и Алленштейн). Это же отмечал и Иссерсон: "Часто войска узнавали задачу своего дневного перехода только к 10 часам; выступали не ранее полудня и потому лишь с наступлением позднего вечера достигали - по плохим песчаным дорогам - места ночлега". Наступления шли очень медленно, несмотря на перевес в количестве и людей и орудий.
Из‑за недостатка и плохого качества приданной пехоте войсковой кавалерии (обычно формируемой из второочередных казачьих частей) при каждом выстреле немецкой жандармерии и добровольческих сообществ пехотным авангардам приходилось разворачиваться, теряя драгоценное время и не имея должной разведки. Например, донесение начальника 27–й дивизии 4/17 августа: "Третий день стараюсь войти в связь с 40–й дивизией, вчера послал офицерский разъезд пограничников, но сведения о точном месте ее нахождения не имею". "Артиллерия не держала с нами связи, ее наблюдателей не было у нас в окопах и, благодаря этому; такая прекрасная цель осталась не обстрелянной". То же отмечалось и на других фронтах: "С гвардией связи нам не удалось установить. Нам даже не было известно, где она оперировала, а кроме того у нас не было телефонных проводов". Как отмечал Н. Морозов, при наступлении X армии в Восточную Пруссию в октябре и ноябре 1914 г. постоянно приказы с указанием выступить в 7 часов получались в штабе корпуса только в 9 или 10 часов. Даже в ноябре "движение по Восточной Пруссии шло ощупью; был случай, когда наша 5 рота, посланная в сторожевую заставу на одном из ночлегов, оказалась в тылу какого‑то полка 28 дивизии, имевшего в свою очередь полную схему сторожевого охранения. Сразу чувствовалось, что никто из высших чинов не осведомлен о противнике, а действует на "авось"". Хотя, по данным Головина, были и случаи успешной разведки даже в тылу противника, например, на левобережье Вислы в сентябре-октябре. Но он же отмечал, что в целом "руководство боем разбросавшимися частями… требовало тоже проволоки, проволоки и проволоки", т. е. устойчивой связи. Завышенные данные о гарнизоне Кёнигсберга требовали правильной осады, отвлекая главные силы 1–й армии и мешая ее соединению со 2–й. И в целом численность германских войск неоднократно завышалась во много раз.
Германская армия в Восточной Пруссии широко применяла автомобили, отряды мотоциклистов и самокатчиков, в Царстве Польском - и бронепоезда, для фоторазведки - аэропланы и дирижабли. Уже ночью 10 (23) августа при налете цеппелина были убиты 18 и ранены 10 солдат. Пользуясь развитой дорожной сетью и связью, опираясь на стремительно подготовленное местное ополчение (ландштурм) и второразрядные войска (ландвер), систему мелких укреплений–блокгаузов (с 2-3 ярусами амбразур и проволочными заграждениями), немцы значительно стесняли действия русских подвижных частей.
Так, по воспоминаниям Г. А. Гоштовта, "высланные вперед немецкие самокатчики не дали возможности вернуться прямой дорогой через Краупишкен, и потому гусары, посланные со спешным донесением, проблуждали лишний час по проселкам и в поисках брода через реку Инстер" (орфография современная. - Е. Б.). В результате штаб конного отряда не знал об изменении ситуации даже двухдневной давности. "Пехотные же самокатчики, засевшие в канавах за проволокой, подпустили на 200 шагов головную заставу корн. Карангозова и открыли по ней огонь… Немецкая цепь стала отбегать и, сев на велосипеды, под прикрытием огня с бронированного автомобиля полным ходом ушла назад". А русские самокатные команды Гвардейской стрелковой бригады, по запискам начальника ее штаба Э. А. Верцинского, "наспех сформированные, снабженные машинами невоенного образца и попавшие к тому же еще для действия в местность с тяжелыми песчаными дорогами, сравнительно скоро растратили свои самокаты и, понемногу сокращаясь, перешли из боевых команд в команды для связи при штабах".
Многочисленная русская конница практически не смогла ни воздействовать на противника, ни обеспечить разведку, втягиваясь в затяжные пешие бои. Что прямо противоречило приказам, например, перед Каушеном: "В затяжной ружейный бой не втягиваться, чтобы иметь возможность маневрировать и быть подвижным; действовать, главным образом, во фланг и тыл и использовать побольше артиллерийский огонь". И позднее немцам в большинстве случае удавалось организованно отступать, отрываясь от противника (октябрь 1914 г.): "Дороги по пути отхода испорчены, мосты разрушены, телеграф порван, столбы участками на большом протяжении срезаны, на немецких позициях трофеев не видно". По словам Е. А. Меньчукова, "достойны удивления смелость, настойчивость и выносливость германских самокатчиков", доставивших зимой важное донесение через расположение противника, после бессонных ночей.