Случалось, что посещение императором войсковых частей благотворно сказывалось на военной обстановке. К примеру, после его пребывания в Гродно немцы были отброшены с большими потерями. По словам «старых кавказских героев», посещение государем Кавказского фронта объединило всю армию, от седых генералов до молодых солдат. В горячем порыве были разгромлены три турецких корпуса. После вступления императора в должность Верховного Главнокомандующего его представительская деятельность несколько видоизменилась. Теперь он постоянно находился в Ставке, а для посещения выбирались подразделения, действующие на решающих участках фронта. 1915 год был очень сложным для Русской армии. К лету «на Россию надвинулась военная катастрофа». Двадцать второго июля была сдана Варшава, затем Ковно, взорваны укрепления Бреста, немцы приближались к Западной Двине, была начата эвакуация Риги. В таких условиях Николай II решил отстранить от управления войсками великого князя Николая Николаевича и встать во главе армии. Военный историк А. А. Керсновский пишет: «Это было единственным выходом из создавшейся критической обстановки. Каждый час промедления грозил гибелью. Верховный Главнокомандующий и его сотрудники не справлялись больше с положением – их надлежало срочно заменить. А за отсутствием в России полководца заменить Верховного мог только Государь». Председатель Совета министров В. К. Горемыкин вспоминал слова императора, что он никогда себе не простит, что во время Русско-японской войны не возглавил действующую армию. Он считал, что императорский долг обязывает монарха быть с войсками – деля с ними и радость и горе.
Двадцать третьего августа 1915 года император Николай II возложил на себя обязанности Верховного Главнокомандующего. Николай Николаевич был назначен командующим Кавказским фронтом. Начальником штаба Ставки был назначен генерал от инфантерии А. М. Алексеев, до этого возглавлявший Западный фронт. Однако это решение царя не все восприняли положительно. Оппозиционная часть общества отнеслась к отстранению Николая Николаевича неодобрительно, считая, что этот шаг приблизит революцию.
Император вступил в должность в самый разгар Виленской операции. Немцам удалось прорвать нашу оборону под Свенцянами (совр. Шевчёнис в Литве). Но вскоре немецкая конница попала под контрудар русских армий и была разбита. Наступление германских армий захлебнулось.
Главная задача тех переломных дней была решена. Русская армия сохранена. Отступление остановлено. Постепенно улучшилось положение с артиллерией и снарядами. Осенью фронт стабилизировался. Наступило затишье.
После принятия на себя верховного командования важнейшим делом государя стал подбор и расстановка кадров высшего звена военного управления. Прежде всего сотрудников Ставки. Тот же Керсновский пишет: «Государь не строил никаких иллюзий. Он отдавал себе отчет в своей неподготовленности военной и ближайшим своим сотрудником и фактическим главнокомандующим пригласил наиболее выдающегося деятеля этой войны, генерала Алексеева, только что благополучно выведшего восемь армий из угрожавшего им окружения».
Похоже высказывался и адмирал А. Д. Бубнов: «Государь готовился лишь к военной карьере, которую он очень любил, и уровень его знаний соответствовал образованию гвардейского офицера, что, само собой разумеется, было недостаточно для оперативного руководства всей вооруженной силой на войне. Сознавая это, Государь всецело вверил сие руководство генералу Алексееву и никогда не оспаривал его решений и не настаивал на своих идеях, даже тогда, когда эти идеи, как, например, в Босфорском вопросе, были правильнее идей генерала Алексеева».
Затем был значительно обновлён оперативный аппарат Ставки. Генерал-квартирмейстером стал генерал-майор М. С. Пустовойтенко. Позже его заменил генерал-лейтенант А. С. Лукомский – ведущий специалист по мобилизационным вопросам. Дежурным генералом при Верховном Главнокомандующем был назначен генерал-лейтенант П. К. Кондзеровский. Заместителем начальника Штаба стал талантливый фронтовой генерал В. И. Гурко. Генерал М. А. Свечин в своих «Записках старого генерала о былом» отмечал, что сотрудники великого князя были слабее членов Императорской Ставки. Военный историк, летописец той войны, генерал Д. Н. Дубенский также утверждал, что помощники нового начальника Штаба Лукомский, Клембовский, Кондзеровский – толковые, умные и усердные специалисты. И Ставка в целом «была поставлена твёрдо».
Были назначены новые командующие фронтами: Юго-Западным – генерал от кавалерии А. А. Брусилов, Западным – генерал от инфантерии А. Е. Эверт, Северным – генерал Н. В. Рузский.
Трагедия государя и всей России заключалась в том, что военачальники, привлечённые Николаем Александровичем, были хорошими военными специалистами, но в переломный момент русской истории некоторые из них предали своего благодетеля и государя. Последующие успехи Русской армии ими были приписаны себе, а не Верховному Главнокомандующему. Они рассчитывали довести войну до победного конца без представителей «старого режима».