Тем временем начала проявлять себя незащищенность австрийской позиции в географическом отношении. К востоку от Комарова граница с Россией делала резкий поворот к юго-востоку, где упиралась в границу с нейтральной Румынией. На первый взгляд оборона этого фланга не должна была вызывать каких-либо осложнений, поскольку русла рек Буга, Днестра и их притоков, Гнилой Липы, Золотой Липы и Вережицы следуют друг за другом с промежутками в тридцать — сорок километров. Кроме того, район истоков Буга защищали мощные укрепления Лемберга (Львова). Вторая такая же, если даже не более сильная, крепость Перемышль располагалась у нее в тылу. В такой местности Третьей австрийской армии было необходимо организовать мощное сопротивление русским войскам. Вторая армия, находившаяся в Сербии, теперь возвратила дивизии, присоединенные к Балканской группе. Но самым сердцем армии был знаменитый 14-й Инсбрукский корпус, в составе которого было четыре полка тирольских Императорских егерей и резервные батальоны Императорских стрелков. Эти украшенные плюмажами из орлиных перьев горные снайперы были самыми преданными и хранили безоглядную верность императору, который был шефом всех четырех полков.
Третья армия, тем не менее, впала в немилость. Приказом Конрада ей отводилась "активная оборонительная" роль. В это время в западной Галиции Первая и Четвертая армии пытались окружить фланг русской армии. В результате она осуществила развертывание в глубь австрийской территории, примерно в сотне километров от границы, и встала на реке Гнилая Липа. Это было защищенное место, на котором имело смысл закрепиться. Однако 25 августа Брудерман, командующий армией, услышав о выдвижении к западу от Тарнополя "пяти или шести русских дивизий", решил атаковать и двинулся вперед. Днем, потеряв 14-й корпус, Брудерман попросил прислать подкрепление к северной части расположения Второй армии. Многочисленные изменения состава и перестановки внутри формирований привели к тому, что армия теперь состояла в основном из румын (12-й корпус), словенцев и итальянцев (3-й корпус) и местных русскоязычных украинцев (11-й корпус), состоящих в более близком родстве с русскими, чем любая из национальностей, представленная в империи Габсбургов. Но дело было не только в том, что этнически смешанная Третья армия была едва ли не наименее преданной императору — она также заметно уступала в численности русской Третьей армии, с которой ей предстояло сразиться. Когда столкновение произошло, менее сотни австрийских пехотных батальонов при поддержке 300 орудий очертя голову налетели на почти двести батальонов и 685 орудий русских. Сражение в разрушенной деревне между реками Гнилая Липа и Золотая Лина длилось три дня. Под Злочевым, в 40 км от Тарнополя, австрийцы потерпели поражение и были вынуждены отступать назад в неразберихе, порой переходящей в панику. Некоторые части продолжали бежать до самого Лемберга.
Имей русские достаточно решимости закрепить достигнутый успех, все это крыло австрийской армии, лишившись защиты, вероятно, могло быть уничтожено. Однако генерал Рузский не стал продолжать преследование. Это оказалось спасением для армии Брудермана. Такая ситуация необычна, хотя это отнюдь не беспрецедентный случай в истории войн. Обе стороны явно недооценили степень своих собственных достижений. Рузский был уверен, что его победа — не более чем "весьма успешная оборона". Он остановился, чтобы произвести перегруппировку своей армии. Конрад, в свою очередь, считал, что одержал значительную победу, но на другом фланге театра. По его мнению, неудачи Третьей армии на переднем фланге носили местный и кратковременный характер, и, усилив армию Брудермана, он получал возможность в дальнейшем осуществить двойное окружение, которое лежало в основе его военного плана. С 30 августа он усилил противостоящие Рузскому войска, добавив к имеющимся ста батальонам еще пятьдесят и доведя число орудий до 828 — в основном за счет того, что большая часть Балканской группы вновь присоединилась ко Второй армии. Поскольку Рузский продолжал оставаться на месте, Конрад решил, что наступило время вновь перейти в наступление. Осуществить его предполагалось я основном силами Второй армии, действовавшей на правом фланге Третьей. Вместе они образовали армейскую группу, которую возглавил командующий Второй армией Эдуард фон Бем-Эрмолли, чья энергичность была воистину заразительной. По приказу Конрада Вторая армия снова атаковала 29 августа между Гнилой Липой и Золотой Липой. На этот раз результат оказался еще более катастрофичным, чем в прошлом сражении. Теперь численность русской армии превышала триста пятьдесят батальонов, артиллерии — 1304 орудий. В водовороте сражения 20 тысяч австрийцев попали в плен, и много тысяч были убиты или ранены.
Невзирая на очевидность ситуации, Конрад продолжал верить, что побежден. Частичный успех, достигнутый на его левом фланге, и медленное перемещение русских войск вправо убедили Конрада, что он может позволить Второй и Третьей армиям отойти за Лемберг. По его замыслу, русские последовали бы за ними и подставили бы свой фланг под удар двигавшейся с севера Четвертой армии. Главной линией обороны должна была стать река Вережица, которая впадала в Днестр южнее, между Лембергом и Перемышлем. Это решение было отчасти мотивировано стремлением повторить успех Гинденбургя и Людендорфа в Восточной Пруссии и явным успехом немецких армий на западе. Желание провести операцию под Лембергом появилось у Конрада еще до начала битвы при Марне. Им также двигало возрастающее нетерпение его союзников при виде неудачи австрийцев в выполнении своей доли работы. Как холодно заметил кайзер Вильгельм в начале сентября представителю Конрада в OHL, "наша небольшая армия в Восточной Пруссии приняла на себя удар двенадцати вражеских корпусов, половину уничтожила, а половину потрепала… большего невозможно требовать". Кайзер, конечно, преувеличивал. Однако, учитывая тот факт, что Конраду противостояло самое большее пятнадцать корпусов, это была весьма язвительная колкость. Он был исполнен решимости вести свою усталую и потрепанную армию к победе.
На этот раз его план почти сработал. Русские не спешили оставить Лемберг, который им до 3 сентября так и не удавалось занять. Таким образом, у Четвертой австрийской армии, истощенной и сократившейся вследствие потерь, появилось время на то, чтобы, осуществить наступление сквозь фронт Третьей русской армии к Лембергу. Третья и Вторая армии действительно добились некоторого успеха на позициях в районе Вережицы. Это позволило в течение нескольких дней удерживать русские войска, не давая им завершить окружение центра австрийской армии, неминуемая опасность которого становилась все более очевидной. Русские обнаружили это. 5 сентября Алексеев сообщал Данилову: "Энергичные попытки, предпринимаемые австрийцами для прорыва наших позиций [к северу от Лемберга] могут быть расценены как проявление беспомощности. Настал момент для начала нашего контрнаступления". Конрад продолжал игнорировать надвигающуюся угрозу. Четвертая армия продолжала двигаться вперед, пока 6 сентября не столкнулась с концентрацией сил Третьей русской армии у Равы-Русской, в 50 км к северу от Лемберга, и была остановлена. Теперь попытки Конрада обойти более слабыми войсками более сильные, которые в свою очередь пытались обойти его, грозили обернуться катастрофой. Между его Первой армией, продолжавшей вести бой с русскими на севере и другими тремя, застрявшими из-за сражений за Лембергом, образовался огромный разрыв. В его распоряжении не было ни его собственных резервов, ни отряда резервного формирования третьей линии, чтобы помочь завершить операцию одним решительным ударом. Тем временем русские, наоборот, с каждым Днем все более концентрировали силы. Девятая армия была сосредоточена под Варшавой. Эти челюсти были готовы закрыться, поглотив Четвертую, Третью и Вторую австрийские армии. Теперь шестнадцати русским корпусам противостояли всего одиннадцать австрийских. Большая часть их сбились в узком кармане, с обеих сторон зажатые численно превосходящим неприятелем. Кроме того, Первая армия, изолированная на севере, подвергалась сильному артиллерийскому обстрелу. Никакого сопротивления ему она оказать не могла, несмотря на все усилия альпийских частей 14-го корпуса, который упорно сражался как связующее звено между двумя половинами австрийского фронта, на которые была теперь разделена группировка Конрада. Он обратился к немцам за помощью. Кайзер ответил: "Вы, конечно, не можете просить от них (Гинденбурга и Людендорфа) большего, чем они уже добились". Конрад заставил Вторую и Третью армии возобновить наступление под Вережицей. Когда эта попытка потерпела неудачу и русская кавалерия вторглась сквозь разрывы в линии обороны австрийцев в тыл, ему не осталось другого выхода, кроме как начать общее отступление, сначала к реке Сан, а затем к Дунайцу, притоку Вислы. Они оказались всего на полсотни километров восточнее Кракова, столицы габсбургской Польши, величайшего города католической Восточной Европы на всей территории от Вены до Варшавы. Перемышль, огромная крепость, под защитой которой находились проходы в Карпатском хребте, где реки Сан и Днестр, расширяясь, вытекают на Польскую равнину, была покинута. Ее гарнизон — 150 тысяч солдат — остался к окружении в тылу расположения русских войск. Австрийская территория на глубину 250 километров была оставлена. Император потерял 400 тысяч из 1800 тысяч мобилизованных, в том числе 300 тысяч попало в плен. Одним из самых пострадавших оказался 14-й Тирольский корпус, где потери составили 50 тысяч человек. Этот корпус был сформирован из четырех драгоценных полков Императорских егерей Франца-Иосифа, резервистов Императорских стрелков, 6-го горнострелкового полка и горных артиллерийских батарей. Не менее 40 тысяч убитых и раненых — австрийская армия лишилась своих лучших, самых смелых частей, заменить их было невозможно. Такой ценой было оплачено использование их Конрадом в решительной попытке держать фронт во время кульминационной битвы под Лембергом.
