Po vyhlášení války Rumunskem proti Rakousku-Uhersku dne 15. srpna 1916, dostal Mackensen velení nad nadnárodní armádou, s generálem Emilem von Hellem jako náčelníkem štábu, Bulharů, Osmanských, Rakousko-Uherských a Němců. Shromáždili se v severním Bulharsku a pak postoupili do Dobruje. Do 8. září dobyli dvě hlavní pevnosti na pravém břehu Dunaje, první za jediný den silou, která byla početně převyšována obléhanými, kteří byli přemoženi Mackensenovým dělostřelectvem. Poté německá a rakousko-uherská armádní skupina pod velením Falkenhayna vtrhla do Valašska přes průsmyk Vulkan v Transylvánských Karpatech, zatímco Mackensen překročil Dunaj tím, že se chopil mostních hlav na levém břehu, aby ochránil rakousko-uherské inženýry, kteří postavili dlouhý pontonový most. Rumunská armáda a její ruskí spojenci byli donuceni vrátit se mezi ty kleště. Po třech měsících války byly dvě třetiny území Rumunského království obsazeny centrálními mocnostmi. Hlavní město Rumunska, Bukurešť, bylo dobyto
Centrálními mocnostmi dne 6. prosince 1916, na jeho 67. narozeniny. Jezdil na bílém koni a přestěhoval se do rumunského královského paláce.