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.
