Когда началась Первая мировая война, немецкому командованию понадобились высшие офицерские кадры, и Гинденбург был снова призван в армию. В августе 1914 года он был назначен командующим 8-й армией, действующей на Восточном фронте. Против его 8-й армии действовала 2-я русская армия генерала Самсонова, которая более чем в два раза превышала по численности армию Гинденбурга. Используя тактические ошибки русского командования, Гинденбургу не только удалось вытеснить русскую армию за пределы Восточной Пруссии, но и почти полностью разгромить ее в сражении под Танненбергом.
В сентябре 1914 года Гинденбург был назначен командующим 9-й армией с подчинением ему также и 8-й, во главе которой стал генерал фон Шуберт. К этому времени положение на Восточном фронте было для Германии критическим – основные силы русской армии (около 20 корпусов) вплотную приблизились к границам Восточной Германии. В ноябре Гинденбург был назначен главнокомандующим на Востоке и по собственной инициативе стал проводить военные операции. Располагая по сравнению с русской армией весьма слабыми силами, Гинденбург просил подкреплений, но получил их слишком поздно и не смог добиться полного успеха в разгроме русской армии. Он разработал план действий, по которому оставил «тонкую линию» фронта для создания видимости присутствия немецких войск по всей линии фронта. Основные же силы он направил кружными путями в тыл русской армии. Немцы одновременным ударом в тыл и по флангам русских частей смяли их и заставили перейти от наступления к обороне.
После неудачного наступления во Франции немецкое верховное командование обратило внимание на положение дел на Восточном фронте. В феврале 1915 года на Восточный фронт были переведены 4 корпуса, с помощью которых Гинденбург одержал победу над 10-й русской армией под командованием генерала Ф.В. Сиверса.
В течение 1915 года Гинденбург прямо или косвенно проводил операции по спасению союзных австрийских войск, которые терпели поражения от русской армии. Он выиграл зимнюю битву в Мазурии, а в мае–июне с помощью Макензена добился успешного прорыва обороны русских на линии Горлица – Тарное, благодаря чему к концу года линия фронта оказалась отодвинутой на восток на 400 километров. Но следующий прорыв немецких войск был менее удачен из-за искусного контрнаступления Брусилова.
