Хоча Брусилов надавав перевагу коротшим обстрілам, артилерійська підготовка до цього наступу тривала більше двох днів, з 3 ранку 4 червня (22 травня за старим стилем) до 9 ранку 6 червня (24 травня). Ці удари поруйнували першу смугу оборони й частково знешкодили артилерію австрійців. Перші атаки піхоти утворили прориви фронту в 13 точках, які незабаром були розширені та поглиблені. Відповідь військового командування Австро-Угорщини на несподіваний наступ була повільною та млявою — вони вважали, що наявних сил та засобів у обороні виявиться достатньо для відбиття атаки. У той же час резервні підрозділи, які були направлені для контратаки, часто зустрічалися на своїй дорозі з російськими військами. Російська 8-а армія, якою командував Брусилов за кілька місяців до свого підвищення на Південно-Західному фронті, досягла найбільших успіхів: вона менше, ніж за тиждень, просунулася на 48 км. 7-а та 9-а армії досягли менших успіхів, хоча 11-та армія, яка була в середині атакувального фронту, не здійснила початкового прориву. Ефективність окремих австро-угорських підрозділів під час прориву була дуже різною, бо кожний був укомплектований різними народами, що проживали в межах Імперії. Деякі підрозділи тривалий час були непохитними, незважаючи на відсутність будь-яких можливостей на успіх, як, наприклад, польські легіони в битві під Костюхнівкою, тоді як інші легко відступали або здавалися без бою.