Главнокомандующим Северным фронтом был назначен генерал от инфантерии Н. В. Рузский (вступил в командование в ночь на 18 августа), главнокомандующим Западным – генерал от инфантерии М. В. Алексеев. В состав Северного фронта входили 12-я и 5-я армии, в состав Западного – 1, 2, 3, 4 и 10-я армии. Основные задачи фронтов: Северного – прикрыть пути к Петрограду (ведущие из района Восточной Пруссии и со стороны Балтийского моря); Западного – прикрыть пути, ведущие на Москву (из района передового театра).
К 17 августа 1915 г. отступающие из передового театра армии Северного и Западного фронтов вышли на линию Оолита – Гродно– Н. Двор – Пружаны. Левый фланг Северного фронта (5-я армия) заканчивался в районе озера Дрисвяты, правый фланг Западного фронта (10-я армия) заканчивался у Свенцян. Промежуток между Северным и Западным фронтами был занят слабыми частями русской конницы.
Против русских 5-й и 10-й армий действовали две немецких армии – 10-я и Неманская, – занимая фронт от железнодорожной станции Ракишки на Вилькомир, далее приблизительно 30 км западнее Вильно и к югу через р. Неман.
Длительное отступление и бои в течение лета 1915 г. значительно понизили численный состав и боеспособность русских корпусов. Лишь Гвардейский корпус вступил в операцию в составе 28 000 штыков, нормальный состав прочих корпусов исчислялся в 12–14 тысяч, а отдельные дивизии имели менее тысячи штыков.
Немецкие дивизии, имеющие полки трехбатальонного состава, численно были сильнее каждой отдельно взятой русской дивизии. Несмотря на неполные и отрывочные сведения, которыми располагала Ставка о группировке немецкой армии, русское командование своевременно учло оперативную важность Виленского направления.
Директивами М. В. Алексеева 15 и 17 августа командармам 10-й и 5-й обращалось внимание на возможность осуществления немцами прорыва на Вильно и Свенцяны и важность удержания Вильно как узла путей, ведущих во фланг и тыл четырех армий, составлявших более трети всех русских вооруженных сил.
Вследствие возможной угрозы наступления в стык между 10-й и 5-й армиями, в целях лучшего обеспечения флангов армий, командованием была сосредоточена на правом фланге 10-й армии на правом берегу р. Вилии группа генерала от инфантерии В. А. Олохова (Гвардейский и 5-й корпуса). Для лучшего обеспечения фланга 10-й армии был выдвинут из состава 5-й армии в промежуток между армиями конный отряд генерал-лейтенанта Н. Н. Казнакова.
Уже с 5 августа П. Гинденбург приступил к подготовке операции по разгрому Виленской группы русских армий. Новая перегруппировка закончилась 27 августа усилением армии Г. Эйхгорна за счет соседних армий. В результате перегруппировок в армии Г. Эйхгорна в районе Вилькомира образовалась большая ударная группа в составе двух пехотных и одного конного корпусов (21-й и 1-й армейские корпуса и 6-й кавкорпус О. Гарнье). Окончательно сложившаяся идея операции П. Гинденбурга сводилась к следующему: прорыв левым флангом армии Г. Эйхгорна между Двинском и Вильно в общем направлении Вильно – Минск; одновременно удар мощной конницы в глубокий тыл отступающих русских армий с задачей если их не уничтожить, то разгромить. Для обеспечения армии Г. Эйхгорна Неманская армия должна была наступать на фронт Двинск – Якобштадт.
Изменившаяся обстановка потребовала внесения корректив и уточнения задач, ранее поставленных Северному и Западному фронтам при их формировании. Западному фронту теперь была поставлена задача: «Прочно удержать Виленский район, стремясь вывести из боя армии, действующие к югу от этого района, с целью поставить их в более безопасное положение на путях к Москве. Северному, в дополнение к первоначальной задаче, – удержать 3. Двину, приказано: «Обеспечить правый фланг Западного фронта, по возможности содействовать ему в удержании за нами Виленского района».
Разграничительная линия: Вилькомир, Свенцяны, Друя, Себеж, все пункты включительно для Северного фронта.
Опасаясь за свой левый фланг, командарм-5 решил перевести конный отряд Н. Н. Казнакова в район Аванта, вследствие чего создался 25-км разрыв между Северным и Западным фронтами. Прикрытие этого прорыва возложено было командармом-10 на конный отряд генерал-лейтенанта М. С. Тюлина (1-я Кубанская казачья дивизия, 1-я бригада 2-й Кубанской казачьей дивизии и 7 рот пехоты). Для его усиления 26 августа была назначена из армейского резерва Сибирская казачья бригада генерал-майора А. С. Потапова, а из отряда В. А. Олохова 54-й Донской казачий полк, пограничный пеший полк и батарея. Смена конницы должна была произойти 27–28 августа, по мере прибытия назначенных М. С. Тюлину частей. К 28 августа в армейский резерв должна была прибыть Кубанская казачья бригада из 3-го Сибирского корпуса и подтянуться ближе к фронту 8-я Сибирская стрелковая дивизия.
Слабо организованная воздушная и конная разведка обеих русских армий не раскрыла командованию значительных сил противника на правом берегу р. Вилии.