Отход 1-й армии начался в ночь на 28 августа и проходил под непрерывным преследованием германцев, с боями. В частности, войскам 4-го армейского корпуса, упорно сражавшимся с противником, ружейно-пулеметным огнем, а «в некоторых местах штыками» отбивших ночную атаку, утром 30 августа, когда «бой был в самом разгаре», было приказано отступить. Немцы тут же перешли в наступление и стали преследовать, причиняя «громадные потери». Столкновение с конным отрядом с артиллерией неприятеля, зашедшими с «фланга и перед фронтом» отхода корпуса, произошло ночью 31 августа. Днем 2 сентября корпус принял участие в бою под Мариамполем, оказывая поддержку 2-му армейскому корпусу. 6 сентября 4-й корпус переправился на правый берег Немана, его дивизии отошли к местечкам Стоклишки и Путреманцы. Штаб корпуса разместился на станции Патаранцы.
14 сентября авангарды 1-й армии вновь выдвинулись на левый берег Немана, тогда же «подвинулись вперед» 30-я дивизия в Олиту, 40-я – в Райцонки. 16 сентября 30-я дивизия перешла Неман, 40-я дивизия продвинулась в Олиту. 15 сентября противник сжег Друскеники. Боевые действия на Северо-Западном фронте прекратились, так как германцы стали перебрасывать войска в Силезию для совместных действий с австро-венграми. За время отступления русской 1-й армии ее потери составили около 80 тыс. человек и 150 орудий.
Ставка Верховного главнокомандующего русских войск 9 сентября, приостановив отступление 1-й армии, отдала приказ генералу Н. В. Рузскому (3 сентября был назначен вместо Я. Г. Жилинского) направить в район Варшавы 2-ю армию. Фактически переправа была произведена к 19 сентября. Кроме того, туда же по распоряжению Ставки были отправлены из состава 1-й армии 23 сентября 2-й армейский корпус, несколько позже – 4-й армейский корпус, перевозка которых производилась со станций Олита, Ковно и Ораны.
Высадка 2-го корпуса осуществлялась на станции Гарволинна юг от Варшавы. 27 сентября головные эшелоны 4-го корпуса стали прибывать в Варшаву. 29 сентября туда же прибыл штаб корпуса.
Тем временем германское командование, приняв решение оказать помощь австро-венграм, стало перебрасывать основные силы 8-й армии из Восточной Пруссии в район Краков – Ченстохов – Калиш; сформировало новую 9-ю армию под командованием Гинденбурга, силами которой совместно с австро-венграми предприняло наступление на Средней Висле.
Русское командование, обнаружив переброску германских войск из Восточной Пруссии и сосредоточение их и австро-венгерских войск на левом берегу Средней Вислы, приступило к перегруппировке главных сил Юго-Западного и частично Северо-Западного фронтов, чтобы отразить противника и перейти в контрнаступление. Главные силы планировалось развернуть на правом берегу Вислы от Яблонны до Сандомира.
9 сентября в соответствии с указаниями Верховного главнокомандующего командующему 4-й армией генералу А. Е. Эверту было приказано с 11 сентября начать выдвижение войск к Ивангороду с тем, чтобы к 17 сентября быть готовыми к оперативной деятельности. Выдвижение 9-й армии в новый район началось 15 сентября и было завершено 20 сентября: войска сосредоточились на правом берегу Вислы от Солец до Сандомира, выдвинув авангарды на левый берег. В соответствии с директивой Ставки от 19 сентября на Среднюю Вислу, в район Люблина, перемещались войска 5-й армии, которые по мере выхода в указанный район перевозились по железной дороге к Ивангороду.
Таким образом, соединениям и частям, дислоцировавшимся к началу войны на территории белорусских губерний, предстояло теперь в составе 2-й армии (2-й и 4-й армейские корпуса) и 5-й армии (19-й армейский корпус) принять участие в Варшавско-Ивангородской операции, охватившей район Средней Вислы (всю западную часть Польши) на фронте в 300 км.
Следует сказать, что перемещение войск проходило в очень сложных условиях из-за неразвитой сети железных дорог, а также вследствие пришедших в негодность из-за осенних дождей грунтовых дорог, местами – в лесисто-заболоченной местности. Так, при перемещении 19-го армейского корпуса на участок по р. Висла от Карчева до Гура Кальвария из района Люблина было решено перевезти по железной дороге только тяжелую артиллерию и мортирный дивизион. Пехотные части и обозные подразделения передислоцировались своим ходом. Это приводило к нарушению установленных сроков, расстройству материальной части и довольствия войск, подрывало силы конского и личного состава.
К концу сентября – началу октября перегруппировка войск в основном была завершена. Командование приступило к их выдвижению на рубежи развертывания для начала боевых операций против настойчиво продвигавшихся к Висле войск 9-й германской армии. 21–23 сентября начались боевые действия на фронте от Ивангорода до Сандомира. С 1 по 6 октября под Варшавой и Ивангородом шли ожесточенные бои. Только что прибывшие войска 4-го армейского корпуса во взаимодействии со 2-м Сибирским в кровопролитных сражениях перешли в наступление и оттеснили германцев от Варшавы на линию Блона – Пясечно – Гура Кальвария. Начавшееся с 7 октября общее наступление русских войск и разгром 9-й германской армии у Скерневицы и 1-й австро-венгерской армии в районе Ивангорода заставили противника отступить на линию Калиш – Ченсто-хов – Краков.
Варшавско-Ивангородская операция по численности участвовавших в ней войск (шесть армий – около 900 тыс. человек) и по своему стратегическому замыслу являлась одной из крупнейших операций Первой мировой войны. В ней приняла участие примерно половина сил русской армии, действовавших против Германии и Австро-Венгрии, в их составе 2, 4 и 19-й армейские корпуса и другие соединения и части, дислоцировавшиеся и пополненные в белорусских губерниях. Так, 4-й армейский корпус «30 сентября, 1, 2 и 3 октября… выдержал ряд кровопролитных боев» на подступах к Варшаве, «окончившихся отступлением немцев от Варшавы и нашим переходом в наступление», – записано в журнале военных действий штаба корпуса. В числе отличившихся в дни Варшавско-Ивангородской операции в документе отмечены «вновь сформированный 119-й пехотный Коломенский полк 30-й пехотной дивизии 4-го корпуса, атаковавший высоту 92,1 у дер. Рзгов, Регель, Модла»; роты 149-го пехотного Черноморского полка 38-й пехотной дивизии 19-го корпуса, отбившие штыковую атаку противника и заставившие его отступить.
В сражениях были понесены значительные потери. Только в 149-м пехотном Черноморском полку с 11 по 14 октября погибли поручики Адамов и Кузьминский и 84 нижних чина; ранены командир полка полковник Ольшевский, подпоручики Тарарин и Иванов, прапорщик Мысик и 481 нижний чин; контужены капитан Кривченко, подпоручики Глыбовский и Миловидов; без вести пропали 145 нижних чинов.
Значительное удаление русских войск от баз снабжения (до 150 км) не позволило им преследовать отступавшего противника. Ощущался недостаток в боеприпасах, особенно в снарядах для легкой артиллерии. Для пополнения вооружения в войсках не хватало винтовок и артиллерийских орудий. Некомплект личного состава частей достигал 50 % от штатного. Кроме того, германцы, отступая, привели в негодность железнодорожные пути, важнейшие дороги, все мосты и переправы. В таких условиях длительное преследование было невозможно. Оно выдохлось в течение нескольких дней. Однако зависимость царского правительства от союзников заставляла Ставку Верховного главнокомандующего планировать «глубокое вторжение в Германию», ближайшей целью которого являлось безостановочное продвижение на исходную линию населенных пунктов Ярочин, Кемпен, Катовиц, Освенцим.