Южнее конницы, на правом фланге главных сил той же армии, часть пехоты ввязалась в бой с частями 1-го германского корпуса к северо-востоку от Гумбиннена. Бой принял особенно упорный характер на следующий день 20 августа, когда в дело с обеих сторон были введены главные силы 8-й германской и 1-й русской армий. К вечеру на некоторых участках гумбинненского поля сражения обозначилось немецкое отступление, которое, как выяснялось впоследствии, приняло с наступлением темноты общий характер. Немцы отходили на запад, стремясь, по поступившим донесениям, уйти за Вислу.
Одержав, таким образом, в период времени с 17 по 21 августа над немцами ряд успехов и принудив их к отступлению, генерал Ренненкампф, однако, задержал свое дальнейшее наступление, ссылаясь на усталость войск и в ожидании подхода второочередных частей. В дальнейшем стянув свои корпуса ближе к правому флангу, он приостановил свое наступление и обратил свое преимущественное внимание на крепость Кенигсберг. Вследствие такого бездействия германцы получили возможность уйти от преследования и оказались свободными в своих дальнейших решениях.
В то же время 2-я русская армия генерала Самсонова, запоздав несколько своим наступлением и опасаясь упустить отходившего перед генералом Ренненкампфом противника, стала забирать все более к западу, имея в виду чрезвычайно трудными форсированными маршами перехватить пути немцев к переправам на нижней Висле. В действительности же эта армия только растягивалась и все более отдалялась от 1-й армии, продолжавшей после трехдневной остановки, несмотря на энергичное вмешательство Великого князя, лишь очень медленно свое дальнейшее наступление. В результате таких действий, вместо постепенного сокращения фронта Северо-Западных армий и сжатия ими немецких войск 8-й армии в полукольцо, корпуса 2-й армии расползлись веером и между внутренними флангами 1-й и 2-й армий образовался значительный разрыв.
Эта обстановка, раскрытая германскими авиаторами, послужила основанием для составления нашим противником нового плана действий. Воспользовавшись хорошо развитою сетью железных дорог и постепенной потерей соприкосновения войск 1-й русской армии с быстро отходящими немецкими колоннами, новое командование 8-й германской армией сумело сосредоточить против корпусов 2-й русской армии генерала Самсонова значительным силы и окружить ими два с половиной корпуса этой армии в лесах севернее шоссе Нейденбург – Вилленберг. 30 августа для этих корпусов надвинулась