Ход операции
Артиллерийская подготовка продолжалась с 3 часов ночи 21 мая (3 июня) до 9 часов утра 23 мая (5 июня) 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 (свыше 633 000 человек и 1938 орудий) прорвали позиционную оборону австро-венгерского фронта, которым командовал эрцгерцог Фридрих. Прорыв был осуществлён сразу на 13 участках с последующим развитием в сторону флангов и в глубину.
Наибольшего успеха на первом этапе достигла 8-я армия (командующий генерал А. М. Каледин), которая, прорвав фронт, 25 мая (7 июня) заняла Луцк, а к 2 (15) июня разгромила 4-ю австро-венгерскую армию эрцгерцога Иосифа Фердинанда и продвинулась на 65 км.
11-я и 7-я армии прорвали фронт, но контрударами противника наступление было приостановлено. 9-я армия (командующий генерал П. А. Лечицкий) прорвала фронт 7-й австро-венгерской армии и 5 (18) июня заняла Черновцы.
Угроза наступления 8-й армии на Ковель 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 3 (16) июня контрудар австро-германских войск против 8-й армии не достиг успеха.
В это же время Западный фронт откладывал нанесение предписанного ему Ставкой главного удара. С согласия начальника Генерального штаба генерала М. В. Алексеева генерал Эверт отложил дату наступления Западного фронта до 4 (17) июня. Частная атака 1-го гренадерского корпуса на широком участке фронта 2 (15) июня оказалась неудачной, и Эверт приступил к новой перегруппировке сил, из-за чего наступление Запфронта было перенесено уже на начало июля. 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.
К 12 (25) июня на Юго-Западном фронте установилось относительное затишье. 24 июня началась артподготовка англо-французских армий на Сомме, продолжавшаяся 7 дней, и 1 июля союзники перешли в наступление. Операция на Сомме потребовала от Германии только за июль увеличить число своих дивизий на этом направлении с 8 до 30.
Русский Западный фронт перешел, наконец, в наступление 20 июня (3 июля), а Юго-Западный фронт возобновил наступление 22 июня (5 июля). Нанося основной удар на крупный железнодорожный узел Ковель, 8-я армия вышла на рубеж р. Стоход, но в отсутствие резервов вынуждена была на две недели остановить наступление.
Наступление на Барановичи ударной группировки Западного фронта, предпринятое 20-25 июня (3-8 июля) превосходящими силами (331 батальон и 128 сотен против 82 батальонов 9-й германской армии) было отбито с большими потерями для русских. Наступление Северного фронта с Рижского плацдарма также оказалось безрезультатным, и германское командование продолжило переброску войск из районов севернее Полесья на юг.
В июле Ставка перебросила на юг гвардию и стратегический резерв, создав Особую армию генерала Безобразова, и приказала Юго-Западному фронту овладеть Ковелем. 15 (28) июля ЮЗФ начал новое наступление. Атаки укреплённых болотистых дефиле на Стоходе против германских войск закончились неудачей. 11-я армия ЮЗФ взяла Броды, а 7-я армия — Галич. Значительных успехов достигла в июле-августе 9-я армия генерала Н. А. Лечицкого, занявшая Буковину и взявшая Станислав.
К концу августа наступление русских армий прекратилось ввиду возросшего сопротивления австро-германских войск, а также больших потерь и утомления личного состава.