Этот и последующие дни стали самыми знаменательными в жизни генерала Иванова. 21 августа войска генерала Рузского овладели Львовом, а на следующий день соединения генерала Брусилова заняли Галич. Спустя два дня левофланговые части 8-й армии после непродолжительного боя вошли в Николаев. Так тяжело начавшаяся Галицийская битва стала приносить победы, которые с нетерпением ждали в Ставке, в Петрограде и в союзных с Россией государствах. Имена Иванова, Рузского, Брусилова звучали повсюду.
21 августа по приказу Ставки на правом фланге Юго-Западного фронта для повышения оперативности управления войсками из нескольких корпусов 4-й армии была развернута новая 9-я армия, в командование которой вступил генерал от инфантерии П. А. Лечицкий. Это был достаточно опытный военачальник, хотя, как и Иванов, не имел высшего военного образования. В начале века он участвовал в боевых действиях в Китае, а затем в годы Русско-японской войны командовал полком и бригадой. За отличие на полях Маньчжурии Лечицкий был награжден двумя боевыми орденами, в том числе и орденом Св. Георгия 4-й степени и произведен в генерал-майоры.
В последующие годы Платон Алексеевич командовал дивизией, корпусом, а с 1910 года был командующим войсками Приамурского военного округа. С назначением столь опытного военачальника командующим армией Иванов рассчитывал, что дела на правом крыле фронта пойдут еще успешнее. Он немедленно поставил перед всеми объединениями новые масштабные наступательные задачи. Согласно уточненному им решению, 9-я, 4-я и 5-я армии должны были наступать в юго-западном направлении на Нижний Сан. 3-я армия получила задачу нанести удар на северо-запад во фланг и тыл 1-й и 4-й австро-венгерским армиям. 8-я армия активными действиями должна была связать две остальные армии противника и тем самым обеспечить успешные действия остальных объединений фронта.
Реализация этого замысла привела к новым ожесточенным сражениям практически по всей линии Юго-Западного фронта. Особого напряжения они достигли 27 августа. Во второй половине этого дня корпуса 4-й армии генерала А. Е. Эверта наконец-то сломили сопротивление противника и вынудили его к отступлению. Одна из действовавших на данном направлении германских дивизий потеряла 5 тысяч человек только пленными и практически всю артиллерию.
Успехи в полосе 4-й армии позволили успешно решить задачи и ее соседям. Уже на следующий день в наступление, а затем и в преследование врага перешли 9-я и 5-я армии. Вскоре к наступлению присоединились остальные две армии фронта. Противник, пытавшийся провести контрудар в районе Равы-Русской, лишь ухудшил свое положение.
30 августа австро-венгерские войска начали общий отход за реку Сан. Иванов пытался продолжить преследование противника и с ходу овладеть этой водной преградой. Однако начавшиеся вскоре обильные проливные дожди привели к разливу рек, разрушению переправ, сделали практически непроходимыми полевые дороги. Противнику удалось оторваться от русских авангардов и к 15 сентября отойти на рубеж рек Дунаец и Бялы. На этом Галицийская битва Юго-Западного фронта была завершена. Эта стратегическая операция, продолжавшаяся почти 40 суток на фронте от 320 до 400 километров, стала одной из крупнейших операций Первой мировой войны. Она завершилась победой русских войск. В ходе боев противник потерял около 400 тысяч человек, в том числе более 100 тысяч пленными. Потери армий Юго-Западного фронта также были весьма значительными и составили 230 тысяч человек убитыми и ранеными.
О роли и месте командующего фронтом в этой операции говорить трудно. Личность командующего Юго-Западным фронтом четко не просматривается ни в процессе принятия решений, ни в ходе их реализации. Складывается впечатление, что победу Николаю Иудовичу подарили подчиненные, и прежде всего начальник штаба фронта генерал М. В. Алексеев, командующие армиями генералы А. Е. Эверт, П. А. Плеве, Н. В. Рузскй, А. А. Брусилов. Конечно же, эти военачальники в свою очередь опирались на многочисленных помощников, которые добросовестно и с большим усердием выполняли свой воинский долг, проявляя творчество и инициативу. Огромна в деле победы и заслуга простого русского солдата, тогда еще верившего своим командирам и не испорченного «демократией». Все они в те дни именовались героями, отмечались чинами и наградами. Однако, как это часто бывает, основная слава победы досталась старшему из военачальников.
24 сентября в Брест-Литовске Верховный главнокомандующий великий князь Николай Николаевич (младший) и генерал Иванов встречали императора. После доклада великого князь царь подошел к Николаю Иудовичу, заключил его в объятья, троекратно расцеловал, назвав полководцем и гордостью русской армии. Затем он вручил ему большой белый эмалевый крест и четырехугольную Золотую звезду ордена Св. Георгия 2-й степени. Это была первая столь высокая боевая награда, врученная военачальнику с начала войны.
Между тем общая обстановка в полосе Юго-Восточного фронта существенно изменилась. Неудачные операции австро-венгерских войск вынудили германское командование принять срочные меры, чтобы поддержать союзника. Из Восточной Пруссии в район Кракова в спешном порядке были перегруппированы значительные силы, за счет которых создается 9-я германская армия. В командование этим объединением вступил генерал П. Гинденбург. Замыслом союзного командования было предусмотрено крупномасштабное наступление на Средней Висле силами 9-й германской и 1-й австро-венгерской армий с целью выхода во фланг и тыл Юго-Западного фронта. В случае его удачного начала наступление должно было быть поддержано остальными австро-венгерскими армиями и приобрести стратегический размах.
Штабу Юго-Западного фронта своевременно стало известно о готовящемся наступлении противника. Однако Иванов вместо того, чтобы заняться подготовкой обороны, начал лихорадочно искать иные решения. Это привело к конфликту между ним и недавно вступившим в командование Северо-Западным фронтом генералом Н. В. Рузским. Николай Иудович не только настаивал на привлечении к операции части сил Северо-Западного фронта, что не входило в планы его командующего, но и просил временно отойти за реки Висла и Сан с целью «выравнивания линии фронта», что ухудшало положение северного соседа.
Для урегулирования этого конфликта и выработки наиболее рационального решения 13 сентября в Холм выехал Верховный главнокомандующий. Выслушав доводы Иванова, великий князь решил пойти ему навстречу. По его приказу на Средней Висле была сосредоточена мощная группировка русских войск в составе 4-й и 5-й армий Юго-Западного фронта и 2-й армии и Варшавского отряда Северо-Западного фронта. Общее руководство действиями этих войск было поручено Иванову.
15 сентября противник начал выдвижение в восточном направлении и через пять дней вышел к Висле на участке от Ивангорода до Сандомира. 26 сентября специально созданная группа генерала А. Макензена перешла в наступление на Варшаву, вынудив к отходу передовые части 2-й армии генерала С. М. Шейдемана. Такое начало операции очень встревожило Иванова. Он запаниковал и, несмотря на уговоры М. В. Алексеева, попросился на доклад Верховному главнокомандующему главным образом для того, чтобы заранее снять с себя ответственность за возможные военные неудачи. Встреча состоялась в Холме 29 сентября. Иванов, выгораживая себя, во всех неудачах винил Н. В. Рузского, а также командующего 2-й армией генерала С. М. Шейдемана. Никаких конструктивных предложений о том, как исправить создавшееся положение, он не высказал. По всему было видно, что их у него нет, хотя Алексеев имел несколько вариантов действий. Но, слушая беспомощный лепет Николая Иудовича, он только тяжело вздыхал и помалкивал.