Когда весной 1915 года разразилась катастрофа — Горлицкий прорыв и тяжёлое поражение русских войск — Брусилов начал организованное отступление армии под постоянным напором неприятеля и вывел армию к реке Сан. В ходе сражений у Радымно, на Городокских позициях противостоял противнику, имевшему абсолютное преимущество в артиллерии, в особенности тяжёлой. 9 июня 1915 года был оставлен Львов. Армия Брусилова отходила на Волынь, успешно обороняясь в Сокальском сражении от войск 1-й и 2-й австро-венгерских армий и в сражении на реке Горынь в августе 1915 года.