1915年1月22日至1915年1月24日，德国军队和奥匈军队进攻桑博尔和斯特雷。几乎与此同时，俄罗斯军队的第八集团军发起了进攻。由于冬季作战在山区复杂的地形条件下，双方多次遭遇战斗，俄罗斯军队进展缓慢。
直到2月初，集团军右翼才占领科内奇纳和巴利格鲁德喀尔巴阡山。在斯特雷方向，俄罗斯军队顽强防御，但在联军优势部队的压力下，左翼军队被迫撤退到锡雷特河，然后撤退到普鲁特河和德涅斯特河。西南部的军事指挥官重新改变了军事部署。
2月底，方面军派出几支右翼军队加强左翼，组建了第九组军队（步兵师8.5人，骑兵师5人，列奇茨基将军为指挥官）。该集团军队在博列霍夫到罗马尼亚边境的前线发动了攻击纳德沃尔纳亚和斯坦尼斯拉夫（伊万诺·弗兰科夫斯克）的敌人。
3月中旬，大本营改变了1915年战局计划，命令西南方面进攻布达佩斯，而西北方面进行防御。整个三月，在第八集团军和第三集团军左翼地区连续作战。联军千方百计解除佩列梅什利之围，但在3月22日投降后，12万奥匈守军被围6个月。腾出的第11集团军的兵团和部队分别分配给第8集团、第三两集团军，这两集团军被命令突破德奥联军中央的防御，穿插在第九集团军面对面敌人的一侧。
俄罗斯第八和第三集团军在对德国南方集团军和奥匈第三集团军的新进攻中只前进了20公里。第八集团军占领了贝斯基迪山脉。3月底，德国总部派贝斯基迪步兵军（三师）对抗俄罗斯进攻。
喀尔巴阡的血战一直持续到4月24日。伊万诺夫将军不得不下令停止进攻，因为重大伤亡、疲劳、泥泞的春天和许多无法通行的道路。
在这场战争中，俄罗斯军队损失了约100万人，德奥军队损失了约80万人，俄罗斯军队没有达到既定的目的。这是因为缺乏必要的预备队，所需的火炮和弹药也没有得到保证。
在喀尔巴阡战役中，俄罗斯军队的计划不仅失败了，而且德奥联军指挥官试图包围俄罗斯左翼，解除佩列梅什利的计划也破产了。双方的战斗形成了200公里宽的面对面战斗。喀尔巴阡战役的意义在于，俄罗斯军队约束了德奥联军的大量军队，使英国和法国军队能够在巴尔干半岛和其他地区积极作战。