Летнее наступление русской армии являлось частью общего стратегического плана Антанты на 1916 год, предусматривавшего взаимодействие союзных армий на различных театрах войны. В рамках этого плана англо-французские войска готовили операцию на Сомме. В соответствии с решением конференции держав Антанты в Шантийи (март 1916) начало наступления на русском фронте было назначено на 15 июня, а на французском фронте — на 1 июля 1916 года.

Вопреки предположениям Ставки, Центральные державы не планировали крупных наступательных операций на русском фронте летом 1916 года. При этом австрийское командование не считало возможным успешное наступление русской армии южнее Полесья без её значительного усиления.

15 мая австрийские войска перешли в наступление на итальянском фронте в районе Трентино и нанесли тяжёлое поражение итальянцам. Итальянская армия оказалась на грани катастрофы. В связи с этим Италия обратилась к России с просьбой помочь наступлением армий Юго-Западного фронта, чтобы оттянуть австро-венгерские части с итальянского ТВД.

Артиллерийская подготовка продолжалась с 3 часов ночи 22 мая (по старому стилю) до 9 часов утра 24 мая и привела к сильному разрушению первой полосы обороны и частичной нейтрализации артиллерии противника. Перешедшие затем в наступление русские 8-я, 11-я, 7-я и 9-я армии (594 тыс. человек и 1938 орудий) прорвали хорошо укреплённую позиционную оборону австро-венгерского фронта (486 тыс. человек и 1846 орудий), которым командовал эрцгерцог Фридрих. Прорыв был осуществлён сразу на 13 участках с последующим развитием в сторону флангов и в глубину.

Угроза взятия 8-й армией Ковеля (важнейший центр коммуникаций) заставила Центральные державы перебросить на это направление две германские дивизии с западноевропейского театра, две австрийские дивизии — с итальянского фронта и большое число частей с других участков Восточного фронта. Однако начатый 16 июня контрудар австро-германских войск против 8-й армии не достиг успеха. Наоборот, австро-германские войска были сами разбиты и отброшены за реку Стырь, где и закрепились, отбивая русские атаки.

В это же время Западный фронт откладывал нанесение предписанного ему Ставкой главного удара. Применяясь к изменяющимся срокам наступления Западного фронта, Брусилов давал 8-й армии все новые директивы — то наступательного, то оборонительного характера, развивать удар то на Ковель, то на Львов.

В результате Брусиловского прорыва Юго-Западный фронт нанёс поражение австро-венгерской армии, фронты при этом продвинулись от 80 до 120 км вглубь территории противника. Войска Брусилова заняли почти всю Волынь, почти всю Буковину и часть Галиции.

По оценке историка Керсновского Антона Антоновича потери Австро-Венгрии и Германии составили более 1,2 миллиона, из них около 420 тыс. пленных. Российские потери составили 750 тыс., общие потери превзошли первоначальный состав Юго-западной армии

Хотя германцы иронически и называли Брусиловский прорыв широкой разведкой без сосредоточения необходимого кулака, тем не менее удар, нанесенный австрийцам, и состояние армий этих последних, как следствие прорыва, произвели на германцев ошеломляющее впечатление

Для отражения русского наступления Центральные державы перебросили с Западного, Итальянского и Салоникского фронтов 31 пехотную и 3 кавалерийские дивизии (более 400 тыс. штыков и сабель), что облегчило положение союзников в сражении на Сомме и спасло терпящую поражения итальянскую армию от разгрома. Под влиянием русской победы Румыния приняла решение о вступлении в войну на стороне Антанты.

Итогом Брусиловского прорыва и операции на Сомме стал окончательный переход стратегической инициативы от Центральных держав к Антанте. Союзникам удалось добиться такого взаимодействия, при котором в течение двух месяцев (июль-август) Германии приходилось направлять свои ограниченные стратегические резервы и на Западный, и на Восточный фронт.

Для отражения русского наступления Центральные державы перебросили с Западного, Итальянского и Салоникского фронтов 31 пехотную и 3 кавалерийские дивизии (более 400 тыс. штыков и сабель), что облегчило положение союзников в сражении на Сомме и спасло терпящую поражения итальянскую армию от разгрома. Под влиянием русской победы Румыния приняла решение о вступлении в войну на стороне Антанты.

Итогом Брусиловского прорыва и операции на Сомме стал окончательный переход стратегической инициативы от Центральных держав к Антанте. Союзникам удалось добиться такого взаимодействия, при котором в течение двух месяцев (июль-август) Германии приходилось направлять свои ограниченные стратегические резервы и на Западный, и на Восточный фронт.

С точки зрения военного искусства, наступление Юго-Западного фронта ознаменовало собой появление новой формы прорыва фронта (одновременно на нескольких участках), которая получила развитие в последние годы Первой мировой войны, особенно в кампании 1918 года на Западно-Европейском театре военных действий. Также похожая тактика была испытана Красной Армией в ходе наступательных операций Великой Отечественной войны (Десять сталинских ударов).

С другой стороны, как это не раз случалось за время войны, стратегические выгоды от самой успешной русской операции достались в основном союзникам, Россия же оказалась не в состоянии ни развить свой успех, ни хотя бы закрепить его. Пессимизм в обществе по поводу перспектив России в войне и компетенции её военного и политического руководства в 1916 году усиливался