На участке 8-й армии противник попытался не допустить отхода русских. Части 3-й и 2-й австрийских армий стали нажимать сильнее, чтобы задержать обороняющихся в горах, пока Макензен не зайдет им в тыл. Но Брусилов оказался предусмотрительнее Радко-Дмитриева. Еще в начале прорыва он заблаговременно отвел на восток склады и тылы. А отступление приказал произвести скрытно. Не показывать, что готовится отход, до последнего момента вести работы по усилению обороны. Потом оставить в окопах подвижные команды с пулеметами, которые какое-то время будут для видимости вести огонь, а остальным ночью сняться с позиций и уходить, стараясь подальше оторваться от врага. Пути и рубежи отступления были распределены и доведены до командиров тоже заранее. И маневр был осуществлен благополучно, кроме левого фланга. Здесь действовал сводный отряд Деникина из 4-й Железной дивизии с приданными частями, прикрывая стык 8-й и 11-й армий.

Но командующий 11-й Щербачев начал вдруг возражать против отступления. Масштабов катастрофы он не знал, наоборот, 11-я и 9-я одерживали победы. Армия Щербачева вышла к Лесистым Карпатам и атаковала перевалы, войска Лечицкого наносили удары на Коломыю и Делатынь, а его 32-й корпус начал штурм Черновиц. Правда, неудачный - корпус состоял из 2 необстрелянных ополченских дивизий, а город был сильно укреплен, атакующих встретил огонь 12-дюймовых орудий, оставляющих 10-метровые воронки. И штурм захлебнулся, удалось взять лишь передовые позиции. Но оставлять с таким трудом отбитую территорию казалось просто глупостью вышестоящих штабов. Брусилов созвонился со Щербачевым и объяснил, что если его армия замешкается, то ей перекроют выходы с перевалов и не позволят спуститься с гор. Однако корпуса 11-й уже втянулись на узкие карпатские дороги, им требовалось время, чтобы выйти назад, и по просьбе Щербачева левофланговые части 8-й армии были задержаны. А между тем, противник обнаружил отход Брусилова и навалился на этом участке, чтобы выйти в тыл войскам Щербачева. Начал такую бомбардировку, что еду и боеприпасы можно было подвозить только по ночам. Несколько атак отбили, потом дивизия Деникина получила приказ отступать, а приданные ей 2 полка еще должны были задержаться. И понесли огромные потери. Архангелогородский полк погиб почти полностью, очутившись и полукольце и простреливаемый со всех сторон.

3-я армия закончила отход к Сану 13.5. В сражении она потеряла убитыми, ранеными и пленными 140 тыс. чел. Радко-Дмитриев был смещен, вместо него назначен командир 12-го корпуса ген. Леш (корпус принял Каледин). Армия заняла позиции к северу от Перемышля, 8-я к югу. Оборона этого района была возложена на Брусилова, для чего ему подчинили и остатки 3-й армии. А Фалькенгайн как раз собирался остановить операцию - ее цели были достигнуты. Но фон Сект уговорил его продолжить наступление, доказывая, что русские разгромлены и надо развивать удар, пока они не получили подкреплений и не организовали оборону. И немцы, перегруппировавшись, нанесли сосредоточенный удар на Ярослав, подступы к которому прикрывал 24-й корпус - в котором осталась всего одна поредевшая 49-я дивизия. В ожесточенных боях город был взят, и к 16.5 русских отбросили за Сан. А на следующий день германские гвардейские полки смогли переправиться через реку и захватить плацдарм, после чего вклинились между частями 24-го и 3-го Кавказского корпусов и принялись расширять прорыв. Атаки начались и на других участках. Положение осложнялось тем, что теперь уже и в 8-й армии, имевшей к началу сражения некоторый запас снарядов, они кончились.

Деникин вспоминал о битве под Перемышлем: "Одиннадцать дней жестокого боя 4-й Железной дивизии... Одиннадцать дней страшного гула немецкой артиллерии, буквально срывающей целые ряды окопов вместе с защитниками их... И молчание моих батарей... Мы почти не отвечали - нечем. Даже патронов на ружья было выдано самое ограниченное количество. Полки, истощенные до последней степени, отбивали одну атаку за другой - штыками или стрельбой в упор; лилась кровь, ряды редели, росли могильные холмы... два полка почти уничтожены одним огнем... Когда после трехдневного молчания нашей единственной 6-дюймовой батареи ей подвезли 50 снарядов, об этом сообщено было по телефону немедленно всем полкам, всем ротам; и все стрелки вздохнули с радостью и облегчением". Он писал, что в этих боях "в первый и единственный раз я видел храбрейшего из храбрейших Маркова в состоянии, близком к отчаянию". Марков выводил из шквала огня остатки своих рот, а рядом шел командир 14-го полка. Разорвался снаряд и осколком снес ему голову. Туловище, из которого хлестала кровь, стояло еще несколько мгновений. И Марков, залитый кровью соседа, зашагал дальше...

Тем не менее, на какое-то время положение удалось стабилизировать. Ставка прислала из своего резерва 5-й Кавказский корпус, 2 корпуса перебрасывалось с Северо-Западного фронта. Почти на всех участках 8-й армии, несмотря на сильнейший натиск, атаки были отражены. А на южном фланге фронта была даже одержана крупная победа - здесь войска 11-й и 9-й армий разгромили и отбросили австро-германскую группировку, пытавшуюся прорваться через Днестр и выйти на Львов с тыла. Угрожающая ситуация складывалась лишь севернее Перемышля. Немцы здесь, продолжая постепенно теснить остатки 3-й армии, захватили два больших плацдарма за Саном, в районе г. Сеняво и у Ярослава. Несмотря на русские контратаки, прочно закрепились и объединили плацдармы, так что весь берег на протяжении 70 км от Перемышля до г. Рудника оказался в руках противника. Макензен сделал передышку, накапливая силы на плацдарме, и 24.5 нанес новые удары.

Его замысел Брусилову был ясен. От Перемышля на восток вела единственная железная дорога. И противник с севера, с плацдарма, и с юга, через Сан, нацелился выйти к станции Мостиска, перерезать магистраль, взять в кольцо крепость вместе с гарнизоном и рассчитаться за мартовскую победу русских. На самом деле "крепости" как таковой Перемышль уже не представлял. Большинство его фортов были разоружены, почти все имущество и трофеи эвакуировано. В нем оставалась лишь небольшая часть артиллерии и 3 тыс. ополченцев для охранной службы. И естественно, прочно удерживать город при таком положении было невозможно. Очевидно, это понимало и вышестоящее командование. Но понимало и другое - что сдача Перемышля, взятие которого отмечалось с таким триумфом, нанесет удар по престижу русских армий, даст прекрасный повод для торжества вражеской пропаганде и поднимет дух противника. И комендант Перемышля Делевич получал указания то грузить оставшуюся артиллерию в поезда, то вернуть на позиции. В конце концов он взмолился, чтобы не изматывали людей, вынужденных заниматься то погрузкой, то разгрузкой и дали четкий приказ, защищаться или эвакуироваться. О том же запрашивал штаб фронта Брусилов, но ответы шли обтекаемые. То требовалось "смотреть на Перемышль только как на участок фронта, а не на крепость", то приказывали его "удерживать, но не защищать во что бы ни стало".

Командарм стал действовать по своему усмотрению. С юга врагу прорваться так и не удалось, но с севера плацдарм расширялся, и опасность перехвата железной дороги стала реальной. Поэтому Брусилов забрал из города большую часть гарнизона, чтобы защищать эту коммуникацию и сохранить таким образом пути отхода и эвакуации. В помощь ему вдруг прислали сильные подкрепления - 2-й Кавказский и 23-й корпуса. Но одновременно Иванов прислал и приказ, как распорядиться этими соединениями. Ими предписывалось нанести контрудар на Любачув - не под основание, а в вершину выступа германского плацдарма. Возражения Брусилова и его предложения по изменению плана в расчет не приняли. В результате получилась лобовая атака позиций неприятеля, имевшего много артиллерии и пулеметов, и войска не продвинулись ни на шаг, только понесли потери. А из Перемышля мало-мальски боеспособные части ушли - и остались худшие роты необученных ополченцев с зелеными запасниками-прапорщиками вместо командиров. Запаниковали, считая себя уже окруженными и брошенными на произвол судьбы. Когда немцы, переправившись через Сан, стали резать проволоку на фортах крепости, солдаты им не только не мешали, но даже не позволяли стрелять своей артиллерии, чтобы враг не обрушил ответный огонь.

2.6 подразделения противника, не встречая сопротивления, стали просачиваться в Перемышль. И в ночь на 3.6 Брусилов приказал оставить город. Крепость досталась врагу разоруженной, без каких-либо запасов, в ней бросили лишь 4 орудия, сняв с них замки. А часть восточных фортов успели взорвать. Но конечно, резонанс сдача вызвала сильный. Российская "общественность" хваталась за головы и искала козлов отпущения, союзники ахали, а немецкие и австрийские газеты взахлеб трубили о грандиозной победе. На самом же деле Брусилов в этот момент считал, что избавился от тяжелой и ненужной обузы. Фронт сокращался на 30 км, и, имея теперь значительное количество войск, он надеялся наконец-то остановить врага. Не тут-то было. Командование фронта указало, что раз Перемышль пал, то данное направление становится второстепенным. Поэтому потребовало 5-й Кавказский корпус передать в состав 3-й армии, 21-й вывести во фронтовой резерв, а 2-й Кавказский и 23-й отправить в 9-ю армию - Иванов все еще боялся за свой левый фланг и ждал какого-то нового, еще "более главного" удара в Буковине!