Подготовка к наступлению началась немедленно. Во всех армиях проводилась рекогносцировка местности, а русские самолеты-разведчики тщательно фотографировали всю линию обороны противника. «На основании всей этой работы выяснилось, что неприятельские позиции были чрезвычайно сильно укреплены, — вспоминал Брусилов. — По всему фронту они состояли не менее как из трех укрепленных полос в расстоянии друг от друга приблизительно от 3 до 5 верст. В свою очередь, каждая полоса состояла из нескольких линий окопов, не менее трех, и в расстоянии одна от другой от 150 до 300 шагов, в зависимости от конфигурации местности. Все окопы были полного профиля, выше роста человека, и везде в изобилии были построены тяжелые блиндажи, убежища, лисьи норы, гнезда для пулеметов, бойницы, козырьки и целая система многочисленных ходов сообщения для связи с тылом. Окопы были сооружены с таким расчетом, чтобы подступы к позициям обстреливались перекрестным ружейным и пулеметным огнем».
Выполненные на основе этих работ схемы вражеских укреплений получили все начальствующие лица вплоть до командиров рот. В тылу возводились многоверстовые учебные полосы — там были построены точные копии австрийских и германских окопов, и войска учились ориентироваться в них заранее. Ударной силой наступления были созданные еще в конце 1915 года гренадерские взводы — небольшие (1 офицер и 52 нижних чина) соединения, на которых возлагалась задача захвата вражеских позиций и ближнего боя в окопах с помощью гранат. Велись многочасовые занятия по преодолению проволочных заграждений. Эта задача была сложной и опасной — перед каждым участком австрийской обороны размещалось по 20 рядов толстой наэлектризованной «колючки», усиленной небольшими фугасами. На участках всех корпусов развернулись земляные работы, которые дезориентировали противника — даже австрийские разведчики не смогли бы теперь понять, где именно будет нанесен главный удар. Благодаря ночным инженерным работам передовым линиям русской пехоты удалось скрытно приблизиться к противнику на 400 шагов, а в некоторых местах и на 200 шагов. Во время атаки боец мог пробежать такое расстояние за полторы минуты, а значит, первый удар получился бы внезапным. За несколько дней до начала атаки в эти окопы были переведены гренадерские взводы и тщательно замаскированная артиллерия, заранее пристрелянная по конкретным целям. За ходом работ постоянно наблюдал сам Брусилов, регулярно выезжавший в войска. Многим «старожилам» фронта это казалось удивительным — ведь предыдущий главком Иванов был в подчиненных ему войсках всего-то два раза за всю войну!..
В целом Юго-Западный фронт был готов к наступлению 10 мая. Однако его действия целиком зависели от поведения «ударного» Западного, а его главком генерал А.Е. Эверт все никак не мог определиться с датой начала наступления. В конце концов он попросил у Ставки разрешения перенести начало атаки с 18 на 31 мая — и М.В. Алексеев, сообщив Эверту, что «дорог каждый час», тут же предоставил ему двухнедельную отсрочку… На эту дату предстояло ориентироваться и Брусилову. Но тут вмешались непредвиденные обстоятельства: 2 мая австро-венгры нанесли сильное поражение в Тироле итальянским войскам. Итальянский главнокомандующий генерал Л. Кадорна обратился к М.В. Алексееву: «Итальянская главная квартира самым энергичным образом настаивает на том, чтобы русская армия немедленно начала наступление на австрийском фронте». О том же просил Николая II и король Италии Виктор-Эммануил III. А поскольку к подобным «вежливым» просьбам союзников русская Ставка всегда относилась более чем внимательно (так, Нарочская операция 1916-го была предпринята только затем, чтобы помочь французам под Верденом), Брусилову было предписано переходить в наступление немедленно…
18 мая Ставка отдала директиву, согласно которой роли фронтов несколько видоизменялись: основной по-прежнему поручался Западному, Юго-Западному теперь поручался «вспомогательный, но сильный удар», а Северному — демонстрационные действия. Брусиловский фронт должен был атаковать 22 мая, Западный — неделю спустя.
Но буквально накануне операции Ставка в лице начальника штаба М.В. Алексеева начала буквально бомбардировать штаб Юго-Западного фронта депешами, убеждавшими Брусилова… отказаться от его идеи удара всеми армиями сразу. «Мое глубокое убеждение сводится к повелительной необходимости собрать на одном избранном участке подавляющую живую силу и наши скромные боевые средства, не разбрасывая последние по всему фронту», — утверждал М.В. Алексеев. Такое поведение начальника штаба Верховного не могло не изумить Брусилова: ведь на совещании 1 апреля все обо всем договорились, что значит эта перемена мнения в последнюю минуту?!.. Главком Юго-Западного фронта телеграфировал в Могилёв, что он считает «существенно необходимым нанесение частных, хотя бы слабых ударов на фронтах всех армий… Ходатайствую усердно не отлагать атаки, все готово, каждый потерянный день ведет к усилению противника, нервирует войска». Вечером 21 мая, буквально накануне атаки, Алексеев снова попробовал настоять на том, чтобы Брусилов наступал только на одном участке фронта. На это Алексей Алексеевич отвечал уже с вполне понятной резкостью: «Изменить мой план не считаю возможным, и если мне это категорически приказывают, то прошу меня сменить. Откладывать день наступления также не нахожу возможным». Когда Алексеев попытался сослаться на распоряжение императора, который к тому времени уже лег спать, Брусилов отреагировал: «Сон Верховного Главнокомандующего меня не касается, речь идет о судьбах всей кампании, и думать мне нечего. Прошу дать ответ сейчас».
Наконец начальник штаба Верховного понял, что Брусилова не сломить. Напрямую он приказать ему ничего не мог, поэтому ограничился сухим ответом: «Ну, Бог с вами, делайте как знаете, а я о нашем разговоре доложу государю императору завтра».
22 мая 1916 года по всему Юго-Западному фронту началась артиллерийская подготовка, на разных участках продолжавшаяся от восьми часов до двух суток. Заранее пристрелянная русская артиллерия работала великолепно — в большинстве мест первые линии австрийских укреплений были сметены с лица земли, в колючей проволоке образовались широкие бреши, позволявшие пехоте атаковать почти беспрепятственно.
Первой нанесла удар 11 -я армия В.В. Сахарова. Ее 6-й корпус натолкнулся на сильное сопротивление противника и в боях у Воробьевки 22—26 мая понес большие потери — около 15 тысяч убитыми и ранеными. Зато в 17-м корпусе успех сопутствовал 3-й пехотной дивизии (начальник — генерал-лейтенант А.Г. Шольп), прорвавшей фронт 1-й и 2-й австро-венгерской армий у Сопанова. В боях особенно отличился 10-й пехотный Новоингерманландский полк полковника Николая Ивановича Сапфирского, который 25 мая один выдержал удар пяти вражеских полков (25 ноября 1916 года Н.И. Сапфирский был награжден Георгиевским оружием). В боях у Сопанова русскими войсками было взято в плен 190 офицеров, 7600 солдат, 5 орудий, 58 минометов и бомбометов, 38 пулеметов.
В 9-й армии П.А. Лечицкого удачно наступали 41-й и 11-й армейские корпуса, взявшие у Онуты и Черного Потока 12 800 пленных, 14 орудий и 18 пулеметов, но это был только пролог к блестящим действиям армии 28 мая — так называемому Доброноуцкому сражению. Введя в бой 33-й армейский корпус генерала от инфантерии К.А. Крылова, Лечицкий добился решающего успеха, буквально разорвав противостоявшую ему 7-ю австро-венгерскую армию Пфланцер-Балтина надвое. Воодушевленно наступавшие русские войска проявляли массовый героизм и самоотверженность. Так, раненые офицеры 9-го и 10-го пограничных Заамурских пехотных полков приказывали солдатам нести себя впереди шедших в атаку цепей, офицеры 46-го пехотного Днепровского полка, имея по три-четыре раны, отказывались идти на перевязку и оставались в бою, командир 48-го пехотного Одесского полка полковник Федор Иванович Корольков вел свой полк в атаку верхом на коне под убийственным огнем врага, атаку 11-й пехотной дивизии лично возглавил ее начальник генерал-лейтенант Михаил Львович Бачинский… Всего в Доброноуцком сражении в русский плен были взяты 1 генерал, 754 офицера, около 38 тысяч солдат, трофеями русских стали 49 пушек, 32 миномета и бомбомета, 120 пулеметов. Убитыми и ранеными австро-венгры потеряли 70 тысяч человек, потери 9-й армии составили 14 тысяч.
