ביולי 1914 כשהחל הצבא הרוסי להניע כוחות למערב רוסיה (היכן שעבר הגבול עם הקיסרות הגרמנית והאימפריה האוסטרו-הונגרית) קיבל ברוסילוב את הפיקוד על הארמייה הרוסית השמינית. הארמייה הרוסית השמינית פעלה בתחילת המלחמה באזור גליציה מול אוסטרו-הונגריה (ראו המערכה על גליציה) ובמהרה הצליחה להתקדם כ-150 קילומטר בתוך שטחי גליציה. ניצחונם של כוחות מדינות המרכז בשאר החזית המזרחית הכריחו את ברוסילוב לסגת לאחור למרות התקדמותו. על ניצחונותיו המרשימים קיבל את אות מסדר גאורגיוס הקדוש מדרגה רביעית ושלישית.