普热梅希尔是一座位于桑河畔的城市，也是奥匈帝国在加利西亚的重要据点，在一战中却成为了人间炼狱。在普热梅希尔发生了第一次大战中历时最久的围城战，始于1914年9月16日，在10月11日时因奥匈帝国发动反攻而暂时解围，但俄军在11月9日卷土重来，直到1915年3月22日攻陷要塞。围城战一共持续了133天，双方损失极为惨重。
普热梅希尔要塞早在1854年便展开修建，进度随着奥匈帝国与俄罗斯之间的外交关系递嬗而有所增减，在一次大战爆发前夕，此处的驻军只有5个步兵营，加上炮兵及工兵若干。俄军在9月16日开始向要塞周边发动攻击，28日时已将要塞完全包围，若是这座要塞陷落，俄军将能突入喀尔巴阡山的隘口，或是向西威胁德国在西里西亚的工业区。
奥匈帝国参谋总长康拉德·冯·赫岑多夫在撤退之际紧急下令加固普热梅希尔的防御工事，尽管新接掌奥匈军第3军团的斯维托札·博罗耶维奇步兵上将主张撤退以保存实力，但康拉德并不同意，仍要求从伦贝格一线撤下来的第3军团残部，连同堡垒守备队、紧急征集而来的壮丁，共计约12至15万人继续加强防御，由要塞指挥官赫尔曼·库斯曼内克中将、匈牙利第23师师长阿尔帕德·陶马希·冯·弗格拉什中将主持。他们在俄军攻击前迅速开挖了长达50公里的壕沟、铺设总长1,000公里的铁丝网，构筑了7道强化防线。然而，奥匈帝国的守军士气低落，来自不同民族的军民间互不信任，各种军令甚至得用15种不同的语言发布，斯拉夫裔的官兵更有集体投降的潜在危险。
在俄军方面，执行包围行动的是俄军第3军团，原指挥官尼可莱·鲁茨基步兵上将已升任西北方面军总指挥，遗缺由原第8军军长拉德科·德米特里耶夫中将接任，此人曾担任保加利亚陆军副总司令，战前驻节于俄国，战争爆发后随即加入俄军。此外，实际负责前线作战的指挥官则是相当资深的安德烈·塞利凡诺夫步兵上将。
第一波攻坚战在9月24日展开，德米特里耶夫不待增援的重型火炮与炮弹补给抵达，便下令发动攻击，以避免博罗耶维奇持续增援。在为期3天的攻势中，俄军付出了伤亡40,000人的代价，但要塞仍屹立不摇。此时，北方的德军在保罗·冯·兴登堡指挥下，由西里西亚向维斯瓦河一线发动攻击，意在夺取华沙，并减轻加利西亚奥匈军的压力；而博罗耶维奇的第3军团主力也结束休整，即将前来救援普热梅希尔的要塞守军。10月11日，德米特里耶夫下令解除包围，全体退回桑河东岸，以免遭到博罗耶维奇与要塞守军的夹击，围城战第一阶段以俄军无功而返告终。普热梅希尔城内在围城时已出现粮食短缺的危机，因此在暂时解围后，奥匈军便迁走了所有的居民，以缓解日益恶化的粮食问题。
1914年10月底，德军在维斯瓦河的攻势失利，被迫退回西里西亚；博罗耶维奇的奥匈第3军团也放弃了向桑河以东反攻的计划。俄军的第二波围城战于11月9日开始，由新编成的第11军团担任主攻，下辖有3个军及独立部队。第11军团的指挥官塞利凡诺夫一改德米特里耶夫的积极作风，转而采取传统的围困手段，并以持续的炮击削弱守军的抵抗意志。双方在1914年的冬季仍持续交火，但绝大多数的减员则来自冻伤与疾病；康拉德与博罗耶维奇曾多次试图解救守军，但皆功败垂成。1915年2月，博罗耶维奇的救援行动再次以失败收场，康拉德只得告知库斯曼内克，增援部队已经尽了全力，他们将不再继续尝试救援。
1915年3月13日，获得新一波炮兵支援的俄军再度发动强攻，成功突破了城市北面的防御，库斯曼内克紧急构筑了一道临时防线以阻滞俄军推进，同时开始销毁城内仅存的资源，以免遭到俄军掳获。19日，库斯曼内克的突围尝试失败；在别无选择下，堡垒守军于3月22日宣布投降，包括库斯曼内克、陶马希等9名将官、93位高阶参谋、2,500位军官及残余的117,000名官兵全都放下了武器。俄军进城时整个城市已经尸臭熏天，光搬走死尸就花了一个多星期。
在两次围城期间，仍有不少邮件及明信片透过航空方式从城内送出，前后一共有27次。其中一班飞机遭到俄军逼迫降落，邮件没收后转送到圣彼得堡，通过审查后还是寄发了出去。热气球与信鸽也是可行的通讯方式。
普热梅希尔陷落后，俄军对喀尔巴阡山的进攻似乎已箭在弦上，但这种情况却没有发生；但对奥匈帝国而言，普热梅希尔原先预设的驻军最多是5万人，但在围城战中却投入了2.5倍的兵力，最终失去了超过11万官兵，可说是远超出预期的惨重损失。普热梅希尔并未被俄国控制太久，1915年5月，德国与奥匈帝国发动了戈尔利采－塔尔努夫攻势，重创了东线战场上的俄军，俄军被迫执行战略撤退，奥匈帝国也在1915年10月收复了普热梅希尔，直到战争结束都未再丢失。然而，奥匈帝国从未由1914至1915年间的溃败中恢复，除了在加利西亚，喀尔巴阡山的冬季作战也造成了80万人的伤亡（主要仍是冻伤与疾病，而非战斗），与伦贝格、普热梅希尔等地的损失合计已超过百万。尽管俄军的损失相当，但俄国的兵员相对充足，奥匈帝国则无法恢复战力，他们在1915年起便须仰赖德国的协助，才能对抗俄军。
对俄军而言，尽管夺下了普热梅希尔，但他们在对克拉科夫，以及进军喀尔巴阡山的企图皆以失败收场，徒留惨重的损失，在东线战场上也出现了停滞。德国方面绝不乐见奥匈帝国继续溃败，德军已在1914年12月占领了罗兹，为西里西亚取得战略纵深后，注意力又再度转回西线。但康拉德·冯·赫岑多夫以退出战争作为要胁，迫使德国参谋总长法肯汉因让步，再从西线抽调兵力协助奥匈军反攻，在这次战役中，双方大伤元气，致使奥匈帝国解体，由于经过第一阶段的惨败，奥匈帝国已经接近崩溃的边缘，无力再继续打下去，只能请求德军支援，并逐渐由德军接管部队的指挥权，由德国人主导战局，改变了了奥匈帝国的命运。
