Выполняя решения, согласованные на совещании представителей генеральных штабов в декабре 1915 г. в Шантийи, верховное командование русской армии наметило на 15 июня главное наступление на Западном фронте в направлении Барановичей с одновременным вспомогательным ударом армий Юго-Западного фронта под командованием генерала Брусилова в галицийско-буковинском направлении. Однако начавшееся в феврале германское наступление на Верден вновь заставило французское правительство просить царское правительство России о помощи путем наступления на Восточном фронте. В начале марта русские войска предприняли наступление в районе Двинска и озера Нарочь. Атаки русских войск продолжались до 15 марта, но привели лишь к тактическим успехам. В итоге этой операции русские войска понесли большие потери, но оттянули на себя значительное количество немецких резервов и этим облегчили положение французов под Верденом. Французские войска получили возможность перегруппироваться и усилить оборону.
Двинско-Нарочьская операция затрудняла подготовку к генеральному наступлению на русско-германском фронте, намеченному на 15 июня. Однако вслед за помощью французам последовала новая настойчивая просьба командования войск Антанты помочь итальянцам. В мае 1916 г. 400-тысячная австро-венгерская армия перешла в наступление в Трентино и нанесла тяжелое поражение итальянской армии. Спасая от полного разгрома итальянскую армию, а также англо-французскую на западе, русское командование начало 4 июня, ранее намеченного срока, наступление войск на юго-западном направлении. Русские войска под командованием генерала Брусилова, прорвав оборону противника почти на 300-километровом фронте, стали продвигаться в Восточную Галицию и Буковину (Брусиловский прорыв). Но в самый разгар наступления, несмотря на просьбы генерала Брусилова о подкреплении наступавших войск резервами и боеприпасами, верховное командование русской армии отказалось послать резервы на юго-западное направление и начало, как намечалось ранее, наступление на западном направлении. Однако после слабого удара в направлении Барановичей командующий северо-западным направлением генерал Эверт отложил общее наступление на начало июля.
Между тем войска генерала Брусилова продолжали развивать начатое наступление и к концу июня продвинулись далеко в глубь Галиции и Буковины. 3 июля генерал Эверт возобновил наступление на Барановичи, но атаки русских войск на этом участке фронта не^достигли успеха. Только после полного провала наступления войск генерала Эверта верховное командование русских войск признало наступление войск генерала Брусилова на Юго-Западном фронте ^ главным — но уже было поздно, время было потеряно. Австрийское командование успело перегруппировать свои войска, подтянуло резервы. Были переброшены шесть дивизий с Австро-итальянского фронта, а германское командование в разгар верден-ских и соммских боев перебросило на Восточный фронт одиннадцать дивизий. Дальнейшее наступление русских войск было приостановлено.
В результате наступления на Юго-Западном фронте русские войска продвинулись далеко в глубь Буковины и Восточной Галиции, заняв около 25 тыс. кв. км территории. Было взято в плен 9 тыс. офицеров и свыше 400 тыс. солдат. Однако этот успех русской армии лета 1916 г. не принес решающего стратегического результата из-за косности и бездарности верховного командования, отсталости транспорта, отсутствия вооружения и боеприпасов. Все же наступление русских войск в 1916 г. сыграло крупную роль. Оно облегчило положение союзников и вместе с наступлением англофранцузских войск на Сомме свело на нет инициативу германских войск и вынудило их в дальнейшем к стратегической обороне, а австро-венгерская армия после Брусиловского удара 1916 г. уже не способна была к серьезным наступательным операциям.