Vào mùa xuân năm 1915, thừa lệnh hoàng đế Wilhelm II, đại tướng tổng tham mưu trưởng quân đội Đức Erich von Falkenhayn xoáy trọng tâm sang chiến trường Đông Âu và giữ thế phòng ngự trên chiến trường Tây Âu. Tại Đông Âu, những thắng lợi dồn dập của Nga trước Áo-Hung tại Galicia đã buộc đại tướng Franz Conrad von Hötzendorf - tổng tham mưu trưởng quân đội Áo phải cầu viện người Đức và cho phép họ chỉ đạo các chiến dịch chung. Nhận thấy Nga đang gặp nhiều rắc rối về hậu cần, Falkenhayn tin rằng họ sẽ không chống nổi một cuộc tấn công đại quy mô của quân Đức được yểm trợ chặt chẽ bởi pháo binh. Trong khi bộ đôi chỉ huy quân Đức ở phía Đông là thống chế Paul von Hindenburg và đại tướng Erich Ludendorff chủ trương giáng một đòn hợp vây lớn vào các cánh quân Nga trên mạn bắc, Conrad đề xuất một cuộc tấn công lớn tại khu vực Gorlice - Tarnow nhằm buộc quân Nga rút khỏi dãy Karpath. Sau khi cân nhắc cả hai bản kế hoạch, Falkenhayn chấp thuận kế hoạch của Conrad nhằm tấn công trên một mặt trận rộng 48 km giữa sông Wisla và dãy Karpath vào đầu tháng 5, và được sự tán thành của Đức hoàng. [7][8]

Sau khi quyết định áp dụng kế hoạch của Conrad, Bộ Tư lệnh tối cao Đức đổ một lượng lớn binh lực (trong đó có 8 sư đoàn vừa mới thành lập) vào Galicia và lập ra tập đoàn quân số 10 (300.000 quân) do đại tướng August von Mackensen chỉ huy.[7][8][9] Là mũi nhọn của cuộc tấn công sắp tới, đội hình tập đoàn quân này bao gồm quân đoàn Vệ binh Phổ, quân đoàn Dự bị XXXXI, quân đoàn VI Áo-Hung, sư đoàn bộ binh 11 Bayern, sư đoàn bộ binh 19 và quân đoàn X Phổ[10]. Để đảm bảo thắng lợi cho cuộc tấn công, Bộ Tư lệnh phe Trung tâm đặt luôn tập đoàn quân số 3 của Áo-Hung (thượng tướng bộ binh Svetozar Boroević chỉ huy) trong tay Mackensen.[7] Mặc dù Mackensen trên danh nghĩa phải nghe lệnh cả bộ chỉ huy tối cao Đức lẫn Áo-Hung, Conrad chỉ được phép ban bố mệnh lệnh cho Mackensen sau khi đã có đồng thuận của Falkenhayn.[7] Đồng thời, đại tá Hans von Seeckt - tham mưu trưởng của Mackensen được quyền trực tiếp liên lạc với bộ chỉ huy tối cao và qua đó hình thành một bộ đôi chỉ huy hiệu quả.[8]

Nhằm che giấu công tác chuẩn bị của mình, khối Trung tâm mở một vài đòn mồi nhử trên hai mặt trận phía Đông và phía Tây. Cuối tháng 4, Hindenburg tấn công các đơn vị Nga trên mạn bắc, buộc Nga phải bị động triển khai quân ở đây. Ở phía tây, quân Đức dùng hơi ngạt tấn công quân Pháp và quân Anh tại Ypres. Trong khu vực Gorlice - Tarnow, sĩ quan và lính tuần tiễu Đức mặc quân phục lính Áo-Hung; và, mặc dù quân Nga đã xác định có lính Đức trong khu vực vào ngày 27 tháng 4, phe Trung tâm lúc này đã hội đủ lực lượng mà không để đối phương hay biết về quy mô quân số của mình. Để bảo vệ sự tuyệt mật, các chỉ huy Đức và Áo cho đến phút chót vẫn không tiết lộ cho binh lính biết bất kỳ điều gì về sứ mệnh sắp tới của họ.[7]

Những biện pháp nói trên của khối Trung tâm đã đạt được hiệu quả khi tổng tư lệnh quân đội Nga - đại công tước Nikolay Nikolayevich không lường trước được cuộc tấn công ở Galicia. Tại đây phương diện quân Tây Nam dưới quyền tướng Nikolai I. Ivanov không chỉ được trang bị kém, thiếu hụt tiếp tế mà còn bị dàn trải mỏng. Do Ivanov đã thảy hết quân chủ lực của mình lên miền núi Karpath, tập đoàn quân số 3 Nga dưới quyền tướng Radko Dimitriev (200.000 quân) phải đóng giữ một diện rộng đến 161 km và chỉ có 2 quân đoàn nằm đối diện trực tiếp với các mũi tấn công chính của Mackensen.[7][8][9] Liên quân Đức-Áo còn nắm lợi thế áp đảo về pháo binh, với 334 trọng pháo, 12.727 pháo dã chiến và 96 súng cối so với 4 trọng pháo và 675 pháo dã chiến của Dimitriev.[11]

Mackensen cho pháo binh quấy nhiễu trận tuyến Tập đoàn quân số 3 Nga trong suốt ngày 1 tháng 5. Chỉ trong khoảng thời gian từ 13h đến 15 là pháo binh Đức-Áo ngừng bắn để quân tuần tiễu thu thập thông tin mới nhất về địch và để công binh cắt dây thép gai. Đêm hôm ấy, các tổ xung kích Đức đã bí mật tiềm nhập các vị trí tiền tiêu của mình. Khối Trung tâm bố trí quân trừ bị và pháo binh rất sát với quân xung kích. [7]