1 августа Германия объявила войну России, а через два дня напала на Бельгию и Францию. На следующий день в войну вступила Англия. Войска брусиловской армии выступили к австрийской границе, войдя в состав Юго-Западного фронта, действовавшего в Галиции. Перейдя границу, Брусилов издал приказ, в котором говорилось о необходимости высоко нести честь и достоинство русского солдата и не причинять обид мирному населению. «С мирным населением, – писал Брусилов, – каждый из нас должен обращаться так же, как это было в родной России».
Армия Брусилова принимала участие в Галицийском сражении. Взаимодействуя с 3-й армией под командованием генерала Рузского, за 8 дней наступления войска 8-й армии продвинулись на 130—150 километров и подошли к Галичу. По мере продвижения русских войск сопротивление австрийцев усиливалось, но, несмотря на сопротивление, их войска были разбиты. Противник потерял 5 тысяч солдат и офицеров. Было захвачено множество пленных, три знамени и более 70 орудий. После сражения при Гнилой Липе отступление австрийцев перешло практически в бегство. Они отступали, бросая обозы и артиллерийские орудия.
Преследуя их, войска 8-й армии обходили с юга Львов, и 3 сентября в 11 часов утра передовые кавалерийские отряды вступили во Львов. В этот же день в город вошли и главные силы 3-й армии. Однако в официальном приказе были отмечены лишь войска генерала Рузского, а о войсках Брусилова не было сказано ни слова. Это не могло не вызвать в его армии недовольства. «История разберет вскоре после войны, как действительно было дело, – писал Брусилов жене, – а теперь главное – победить. Охотно уступаю лавры Рузскому, но обидно за войска армии».
На следующий день 4 сентября войска 34-го корпуса овладели Галичем, сильные форты которого противник оставил без боя. В качестве трофеев русским досталось до 40 орудий. В ночь с 5 на 6 сентября был взят Миколаев. Галич-Львовская операция была завершена. Брусилов был награжден орденом Св. Георгия 4-й степени. К концу года успешные действия его войск принесли ему еще одну награду – орден Св. Георгия 3-й степени.
Во время зимней кампании 1915 года Брусилов руководил 8-й армией в ходе Карпатской операции. В условиях зимней стужи армия Брусилова вела упорные встречные бои с противником. Она обеспечила сохранение блокады стратегически важной крепости Перемышль. Посетив Перемышль, Николай II пожаловал Брусилову звание генерал-адъютанта.
Австрийцы, и особенно венгры, хорошо знакомые с окружающей местностью, сопротивлялись как никогда упорно. Русские войска несли ощутимые потери, которые увеличивались в связи с отсутствием зимнего обмундирования в суровых горных условиях. Брусилов распорядился закупать теплые вещи и посылать их в свои войска. За 10 дней его войска отбросили противника за Карпаты и начали помогать 3-й армии, ликвидируя угрозу ей со стороны Кракова.
В середине лета 1915 года в результате Горлицкого прорыва немецких войск русские армии были вынуждены оставить Галицию. До конца года войска вели позиционные бои, не приносившие ни одной из сторон успеха. Лишь к декабрю сражения на Юго-Западном фронте затихли, а в Ставке стали разрабатывать планы будущей кампании.
Поражение в кампании 1915 года привело к реорганизации во всем управлении армии. Великий князь Николай Николаевич был отстранен от обязанностей верховного главнокомандующего и назначен наместником на Кавказ. Император решил сам возглавить свою армию. Потом началась реорганизация фронтов. Алексей Алексеевич пользовался в армии заслуженным уважением как боевой, опытный и инициативный командующий армии. В войсках его называли «генерал наступления». Поэтому, когда встал вопрос о замене командующего Юго-Западным фронтом, бездеятельного и осторожного генерала Иванова, была предложена кандидатура Брусилова. В марте 1916 года он приступил к новым обязанностям.
В армию поступило пополнение, и теперь в каждой дивизии насчитывалось 18–20 тысяч человек. В достаточном количестве поступали также патроны и снаряды. При встрече с Николаем II Брусилов доложил о том, что войска фронта достаточно хорошо отдохнули и теперь готовы перейти в наступление.
По просьбе союзников русские войска предприняли Нарочскую операцию, не давшую особых военных результатов. Но это наступление вынудило немцев перебросить на восточный фронт дивизии, так необходимые им под Верденом, и временно прекратить наступление на Западном фронте.
На военном совещании в Ставке 14 апреля большая часть командующих объявила о невозможности перехода в наступление из-за недостатка войск и боеприпасов. Лишь Брусилов высказывался за наступление войсками всех фронтов, что, по его мнению, должно было заставить противника распылить свои силы и лишить их свободы маневра. После выступления Брусилова и другие командующие фронтами также сообщили о своей готовности наступать, но объявили при этом, что не ручаются за успех. Поскольку союзники не могли выступить ранее начала июня, Ставка решила отложить наступление до конца мая.
В плане общего наступления главный удар предполагалось нанести Западным фронтом. Но успеха, да еще какого, добился лишь Юго-Западный фронт. Этот успех стал вершиной полководческого таланта Брусилова.
На военном совете штаба фронта Брусилов изложил собравшимся генералам свой замысел: решающий удар наносят войска 8-й армии в направлении на Луцк. В случае неудачи прорыва на участке 8-й армии, Брусилов предложил перенести главный удар на участок 11-й армии либо какой-нибудь иной, куда будут направлены все имеющиеся резервы. В 8-ю армию уже были переданы армейский корпус, кавалерийская дивизия и части тяжелой артиллерии.
Брусилов считал необходимым закончить подготовку наступления к 28 апреля и приказывал командующим армиям представить свои соображения по операции к этому числу. В то же время он предоставлял им полную инициативу действий, но требовал, чтобы они наступали по всему фронту армии. Особая роль отводилась взаимодействию пехоты и артиллерии. Орудия предлагалось разместить в максимальной близости от передовой полосы и подчинить их управление командирам пехотных атак. В первый период атаки легкая артиллерия должна была разрушить проволочные заграждения противника, состоящие из трех полос, или проделать в них проходы. Потом в дело включалась и тяжелая артиллерия, которая разрушала первую и вторую линии обороны прежде всего пулеметные гнезда. После перехода пехоты в атаку тяжелая и мортирная артиллерии наносили огонь по скоплению резервов противника и по третьей линии его обороны, если таковая имеется. Брусилов предвидел и действия артиллерии в случае начала контратак противника: одна часть артиллерии образовывала для пехоты огневую завесу, другая начинала подавление артиллерийских батарей противника.
Командующий фронтом подчеркивал, что между первым и вторым периодами атаки не должно быть большого промежутка, который мог дать противнику время для создания нового рубежа обороны. После артиллерийской подготовки должна была начаться атака пехоты, идущей цепями на расстоянии в 150—200 шагов. Передовая волна, ворвавшись в первую линию обороны противника, должна была не останавливаться, а пытаться захватить вторую линию обороны и закрепиться в ней. Брусилов знал, что основная линия обороны противника – вторая, которая в случае задержки может подвергнуть передовую волну истребительному огню. Поэтому он и придавал такое особое значение овладению именно этой линией. Закрепление же в первой полосе должно быть возложено на резервы. При удаче прорыва дальнейшее преследование возлагалось на кавалерию.
Фронт предстоящей атаки был разбит на особые участки. С самолетов велась аэрофотосъемка. Схемы с нанесенными на них позициями австрийцев отличались достаточной точностью. Их получил весь командный состав фронта вплоть до командиров рот. План и день начала наступления держался в строжайшем секрете.
Незадолго до начала наступления русские войска стали подбираться на ближнюю дистанцию к вражеским позициям. К началу наступления расстояние между противниками не превышало 400 шагов, а в некоторых местах удалось приблизиться на 150—200 шагов.
Наступление фронта началось 4 июня сильнейшей артиллерийской подготовкой. К 10 часам огонь был перенесен вглубь позиций противника. Артиллерийская подготовка продолжалась на протяжении двух суток. Вражеские батареи были подавлены, а в системах укреплений проделаны проходы для наступления пехоты. За первые три дня наступления войска 8-й армии достигли значительных результатов – фронт был прорван на протяжении 70–80 верст и на глубину до 25–30 верст, в плену оказались 900 офицеров и 40 тысяч солдат противника, захвачено 77 орудий и 134 пулемета. Луцк был взят на третий день наступления.
Вскоре Брусилов получил новую директиву от Алексеева, согласно которой войскам Юго-Западного фронта ставилась задача сковать противника на Стрыне демонстративными боями, а главные силы сосредоточить на своем правом фланге с целью разгрома левого крыла австро-венгерских войск. Алексеев даже конкретизировал поставленную задачу: действовать правым флангом к северу от Луцка и, прикрывшись кавалерией с северо-запада, наступать в направлении Луцк – Рава-Русская. Удар Брусилова по-прежнему рассматривался как вспомогательный, и в то же время Западный фронт получал разрешение отложить начало своего наступления.
Это могло привести к самым неблагоприятным последствиям для всего Юго-Западного фронта, ведь из полосы Западного фронта перед войсками Брусилова уже стали появляться германские войска. Брусилов требовал начать наступление на других фронтах и получил в этом заверения. Не дожидаясь начала наступления Западного фронта, он решил продолжать развивать наступление 8-й армии и отдал директиву о продолжении наступления до окончательного разгрома австро-венгерских войск.
Несмотря на личные обращения Брусилова, Ставка санкционировала отсрочку, а затем и совсем отменила наступление Западного фронта с Виленского направления, перенеся его на Барановичи. Брусилову перебросили два корпуса и два тяжелых артиллерийских дивизиона. Кроме наступления на Ковель его войска должны были достигнуть рек Сан и Днестр. Угроза захвата русскими войсками ковельского железнодорожного узла встревожила противника, и он стал принимать меры для отражения удара. Германские войска из Франции перебрасывались на Юго-Западный фронт.