Wkrótce jednak nastąpiła kontrofensywa wojsk austro-węgierskich, bułgarskich i niemieckich. Od południa wojska niemiecko-bułgarsko-tureckie pod dowództwem gen. Augusta von Mackensena sforsowały Dunaj. Od północy, w Siedmiogrodzie, zaatakowały wojska austro-węgierskie pod dowództwem gen. Arthura Arza von Straussenburga i niemiecka 9 Armia pod dowództwem gen. Ericha von Falkenhayna. We wrześniu wojska rumuńskie poniosły klęskę w Dobrudży – utraciły Tutrakan i Silistrę, a następnie Konstancę, w której znajdowały się wielkie zapasy materiałów wojennych. Z pomocą wojsk rosyjskich ofensywę państw centralnych udało zatrzymać się dopiero na linii dolnego Dunaju.
Na północy w końcu września armia austro-węgierska wyparła Rumunów z Siedmiogrodu i rozpoczęła walki o przełęcze Karpat Południowych. Zdobywszy przełęcze, pod koniec października wojska austro-węgierskie zajęły Oltenię i przekroczyły Alutę.
6 grudnia został zdobyty Bukareszt, a pod koniec 1916 ocalałe oddziały rumuńskie wycofały się do Mołdawii. Ewakuowano również do Rosji zakłady zbrojeniowe, a szyby naftowe zostały zniszczone.