С 18 марта 1916 года переведён на должность штаб-офицера для поручений в Управление генерал-квартирмейстера штаба Главнокомандующего армиями Юго-Западного фронта. В это время в штабе фронта под руководством главнокомандующего генерала от кавалерии А. А. Брусилова началась разработка одной из самых успешных за всю войну операций Русской армии — Луцкого прорыва (позже получившего название «Брусиловский прорыв»). В. О. Каппель вместе с другими офицерами принял деятельное участие в разработке этой операции.