4 april 1916 fick Brusilov befälet över den södra armégruppen som stod mot Österrike-Ungerns trupper mellan Pripjatträsken och Karpaterna. När nödrop kom in från de västliga allierade, som var hårt pressade vid Verdun och Trentino, om en rysk avlastningsoffensiv ansåg de ryska befälhavarna att tid och förstärkningar skulle behövas. Brusilov erbjöd sig dock att kunna starta en offensiv med befintliga trupper. Det bestämdes att Brusilovs armégrupp skulle inleda en offensiv före centrala armégruppens huvudoffensiv senare under sommaren. Genom att tillämpa en ny taktik med kort artilleriförberedelse och kringgående av fiendens styrkepositioner blev Brusilovoffensiven som startade 4 juni inledningsvis en stor framgång. Offensiven stannade av under hösten på grund av brist på ammunition, transporter och reserver samt tyska motanfall. Det skulle visa sig bli Rysslands sista framgång i första världskriget.