Tre
dage efter den russiske sejr ved Gumbinnen den 20. august, modtog den
tyske 8. armé i Østpreussen to nye ledere: general Paul
von Hindenburg som øverstkommanderende og general Erich
Ludendorff som stabschef. Til held for tyskerne fulgte den russiske
1. armé, under general Pavel
Rennenkampf, ikke sin oprindelige triumf op. Dette gav de nye tyske
kommandører tid til at koncentrere sig om den russiske 2. armé,
som rykkede op sydfra. Under Aleksandr
Samsonov krydsede denne styrke på fem korps grænsen for
at angribe det tyske XX korps under general Friedrich
von Stoltz den 22. august og drive det tilbage til Tannenberg. Den
8. armé var allerede ved at dreje bort fra Rennenkampf og rykke
sydpå mod Samsonov (en plan udarbejdet af oberst Max Hoffmann, stedfortrædende
operationschef). Det XVIII korps (August
von Mackensen) og I reservekorps (Otto
von Below) marcherede mod den højre flanke af den russiske
2. armé, mens I korps (Hermann
von Francois) tog jernbanen for at komme ind på den venstre
flanke. Den 26. august gik den gigantiske dobbeltindkredsning i værk
(delvist hjulpet af aflytning af russiske radiobeskeder som blev sendt
ukodet).
Samsonov, som ikke var klar over koncentrationen imod
ham, genoptog sit kluntede angreb samme dag langs en 110 km bred front.
Aktionen åbnede på hans højre flanke (nordøst),
hvor hans afsendte VI korps, som marcherede frem for tæt på
hovedstyrken, ramlede ind i Mackensens XVII korps. Hen imod slutningen
af en dag med forvirrede kampe, kom Belows korps frem for at støtte
Mackensen. Russerne blev slemt tilredt og faldt tilbage, hvilket blottede
Samsonovs midte. Her havde den russiske kommandør kun gjort små
fremskridt under svære kampe. Trods den strammende knibtang mod
ham, beordrede han friske angreb den følgende dag (27. august).
Men nu var Francois nået frem mod vest, og tidligt den morgen drev
han den russiske venstre flanke tilbage med et altødelæggende
artilleribombardement. De to enorme hære, som talte i alt 300.000
mand, faldt nu over hinanden langt en 65 km bred front.
Den 28. august stødte Francois igen østpå
med sit korps, hvilket oprullede den russiske venstre flanke under endnu
en kraftig spærreild. Imens stødte Below frem mod den åbne
russiske flanke ved Allenstein (Olsztyn), som Mackensen forfulgte Samsonovs
brudte fløj (VI korps). Fra sit hovedkvarter ved Neidenburg forlod
Samsonov sin fortsat mindre kontrol med slaget. Han sprang på en
hest og red frem til fronten i et håbløst forsøg på
at samle sine tropper ved personlig kommando. Samme nat beordrede han
en general retræte for 2. armé.
I løbet af de to næste dage, 29. og 30.
august, strømmede russerne østpå gennem sumpe og tætte
skove. De to midterste korps, som var trængt dybest ind i Østpreussen,
havde længst at gå for at undgå den strammende tyske
skruestik. Begge enheder faldt fra hinanden mens kommandørerne,
general Martos og Kliouev,
blev taget til fange. Samsonov begik selvmord under flugten. Hele den
2. armé blev praktisk talt udryddet i en af de største katastrofer
i militærhistorien — 92.000 blev taget til fange, 30.000 blev
dræbt eller meldt savnet, og omkring 400 (ud af 600) kanoner gik
tabt. Tyske tab udgjorde 13.000 dræbte, sårede og savnede.
Hindenburg vendte nu den 8. armé omkring for at stå overfor
Rennenkampf, som næsten ikke havde taget et eneste træk for
at redde Samsonovs armé fra udryddelse.