Ensimmäisen maailmansodan puhjettua elokuussa 1914 Samsonov nimitettiin komentamaan Venäjän 2. armeijaa, joka hyökkäsi yhdessä Paul von Rennenkampfin komentaman 1. armeijan kanssa Saksan Itä-Preussiin. Samsonov kuitenkin kärsi heti murskaavan tappion 24.–31. elokuuta käydyssä Tannenbergin taistelussa, jossa Paul von Hindenburgin ja Erich Ludendorffin komentama Saksan 8. armeija saartoi hänen joukkonsa ja Samsonovin 150 000 miehestä vain noin 10 000 onnistui välttämään vangiksi joutumisen. Syynä tappioon oli Samsonovin heikko yhteydenpito sekä päämajaan että Rennenkampfiin, jonka kanssa hän ei tullut toimeen. Samsonov ei halunnut joutua raportoimaan tappion laajuudesta tsaariNikolai II:lle, joten hän ampui itsensä taistelukentän lähellä 30. elokuuta vastaisena yönä.[2][1]