Kun Romania julisti sodan Itävalta-Unkariin 15. elokuuta 1916, Mackensen sai komennon monikansallisesta armeijasta, jonka päälliköksi oli kenraali Emil von Hell, bulgarialaiset, ottomaanien, itävaltalais-unkarilaiset ja saksalaiset. He kokoontuivat Pohjois-Bulgariaan ja nousivat sitten Dobrujaan. 8. syyskuuta mennessä he olivat valloittaneet kaksi suurta linnoitusta Tonavan oikealla rannalla, ensimmäiset yhdellä päivällä joukolla, joka oli ylivoimainen piiritettyjen joukkojen kanssa, jotka olivat Mackensenin tykistöllä. Sitten Saksan ja Itävalta-Unkarin armeijaryhmä, jota Falkenhayn komensi, murtautui Wallachiaan Transsylvaniaan Karpaattien vuoristossa sijaitsevan Vulkanin salin kautta, kun taas Mackensen ylitti Tonavan ottamalla vasemman rannikon sillanpäätä pitkän pontoonilillan rakentavien Itävalta-Unkarin insinöörien suojaamiseksi. Romanian armeija ja sen venäläiset liittolaiset pakotettiin takaisin noiden kynsien väliin. Kolmen kuukauden sodan jälkeen kaksi kolmasosaa Romanian kuningaskunnan alueesta oli Keskusvaltojen miehittämä. Romanian pääkaupunki Bukarest valloitettiin
Keskusvaltiot 6 päivänä joulukuuta 1916, hänen 67. syntymäpäivänään. Hän ratsasti valkoisella hevosella ja siirtyi Romanian kuninkaalliseen palatsiin.