После некоторой передышки, 21 июня (4 июля) армии Юго-Западного фронта возобновили атаки, получив подкрепление за счет частей, снятых наконец с бездействующих фронтов и выделенных резервов Ставки Верховного главнокомандующего. Основные успехи были достигнуты в Южной Галиции и Буковине, где были взяты города Галич, Броды, Станислав. Запоздалые действия в июле Западного фронта в районе Барановичей, натолкнувшиеся на уже хорошо организованную оборону противника, закончились неудачей. Последующие попытки наступления, несмотря на подкрепление фронта двумя армиями, постоянно откладывались Эвертом, а осенью вовсе прекратились. Не помогла необходимая замена Куропаткина на Северном фронте Н. В. Рузским. Из-за возникшей паузы в мощном брусиловском наступлении неприятель смог укрепить свою оборону. В результате попытки овладеть важным железнодорожным узлом Ковелем не дали результата. Постепенно военные действия на ЮгоЗападном фронте принимали затяжной характер. В ходе общего наступления, получившего в истории название «Брусиловский прорыв», потери противника (1,5 млн человек) в три раза превысили потери русских. При развитии успеха русской армии австро-германское командование должно было перебросить на Восточный фронт свыше 28 пехотных и более 3 кавалерийских дивизий, что облегчало положение союзников во Франции и Италии. Наступление на Юго-Западном фронте продемонстрировало достаточные силу и боеспособность русских войск, что в известной мере подняло моральный дух всей армии. К сожалению, успех Брусиловского прорыва в должной мере не был использован ни на русском фронте, ни командованием Франции и Англии. Наступление их армий на р. Сомме, начавшееся строго по плану, пришлось на время, когда, по признанию начальника Генштаба Германии, «в Галиции опаснейший момент русского наступления был уже пережит».

Вступление в войну на стороне Антанты Румынии быстро показало чрезвычайную слабость и неподготовленность ее армии. Начав 14 (27) августа наступление против Австро-Венгрии, эта «армия» была тут же разбита, без боя сдала Бухарест и отступила к устью Дуная, потеряв более трети своего состава. Спасать нового союзника пришлось опять России, пославшей на помощь 35 пехотных и 13 кавалерийских дивизий и открывшей Южный фронт. В 1916 г. русская армия одержала ряд побед на Кавказе, продвинувшись в глубь территории Турции. Общим итогом кампании 1916 г. было упрочение положения стран Антанты, несмотря на отдельные поражения и разгром Румынии. Потери Центральных держав были более ощутимы, а их ресурсы таяли. В итоге стратегическая инициатива ведения войны переходила к Антанте.

Хотя в предвоенных планах предусматривались активные боевые действия российского флота, однако с первых же дней войны он оказался фактически закупоренным в Черном море и на востоке Балтийского. Примечательным явился бой 19 июня 1915 г. российских и немецких флотов у острова Готланд, в котором успех сопутствовал нашим морякам. Русский флот не допустил немцев в Финский и Ботнический заливы и не позволил им установить свое господство в Рижском. На Черном море действия были еще более ограничены. Русский флот не понес там никаких потерь, потопив 9 турецких судов, а 2 немецких крейсера подорвались на минах.

К концу 1916 г. Россия имела самую многочисленную сухопутную армию из всех воюющих держав, в которой насчитывалось на фронте и в резерве 275 дивизий (из них 228 пехотных), всего около 6,5 млн человек. За время войны в армию было призвано почти 15 млн человек, что составляло 37 % всех сил, мобилизованных странами Антанты. К концу 1916 г. протяженность русского Восточного фронта, упиравшегося своими флангами в Балтийское и Черное моря, достигала 1500 км. Он притягивал, по данным Ставки, 134 вражеские дивизии. 'На турецком фронте Россия сдерживала свыше половины турецкой армии. Под давлением союзников 4 особых бригады общей численностью до 45 тыс. человек находились во Франции и на Салоникском фронте. В Персии успешно действовал казачий корпус Баратова. Русская армия сыграла существенную роль в вооруженной борьбе держав Антанты с германским блоком. На Восточном фронте потери немецкой армии составили 1,7 млн убитыми, ранеными и пленными, а австро-венгерской — 2,6 млн. Боевые операции на Восточном фронте в 1915 г. обеспечили почти полуторагодовую передышку Франции и Англии, что позволило им провести значительное улучшение вооружений своих армий, их полное укомплектование и создать надежные укрепления. Однако к концу 1916 г. в результате больших людских потерь, сохранявшегося недостатка вооружений, а также распространения на фронте сведений о хозяйственном кризисе внутри страны, росте рабочего и оппозиционного движения, слухов об измене в верхах власти в русской армии росло брожение. Для солдатской массы цели войны оставались по-прежнему малопонятны и чужды. В офицерском корпусе недовольство усугублялось слишком частыми ошибками командования в подготовке и проведении военных операций.

Политики начала XX в. не осознавали связи между экономическим базисом страны и уровнем ее вооружения. Русские экономисты даже считали, что аграрные страны проявят в годы войны большую хозяйственную устойчивость. М. И. Туган-Барановский в этой связи писал: «В сельскохозяйственной стране война тяжело ложится на государственный бюджет, но переносится народным хозяйством с большей легкостью, чем в странах торгово-промышленного типа». Военное руководство России не верило в возможность длительной войны и на этом строило планы мобилизационных запасов.

В первые месяцы войны царское и правительства других воюющих государств не предпринимали мер к мобилизации хозяйства для удовлетворения потребностей армии в оружии и боевом снаряжении. Исключение составляла только Германия, где уже 9 августа 1914 г. был создан Центральный военно-промышленный совет. Мероприятия в России по преодолению вызванных войной нарушений в функционировании хозяйства, увеличению выпуска вооружения, по смягчению топливного и металлического голода, пресечению спекуляции хлебом носили разрозненный характер и свидетельствовали о сохранении прежних представлений о войне. Одним из первых стал вопрос о милитаризации труда на оборонных заводах. Военное ведомство предлагало лишить права перехода на другие заводы рабочих 22 казенных предприятий, отменить на них действующее рабочее законодательство и применять за небрежное выполнение работы или неявку на нее жесткие меры вплоть до тюремного заключения. Совет министров, утвердив 3 августа 1914 г. этот проект, решил повременить с его реализацией. Дальнейшие попытки военного министра возобновить его обсуждение не дали результата. 17 октября 1914 г. царь одобрил Положение «Об установлении надзора за деятельностью промышленных заведений, исполняющих заказы военного и морского ведомств», дозволявшее казне осуществлять реквизиции предприятий, принадлежащих им материалов и оборудования. Однако при этом не учреждалось органа, который бы следил за исполнением нового установления. Предпринимательские круги не проявляли заинтересованности в выработке плана мобилизации промышленности для работы на оборону. Они довольствовались полученными заказами и не осознавали ни масштабов предстоящих трудностей, ни грядущих колоссальных прибылей. Перепрофилирование охватило немногие предприятия, и еще меньшим было число строившихся заводов. Перешли на военное производство Люберецкий и Харьковский заводы сельскохозяйственных машин. Сократив выпуск паровозов и пароходов, Сормовский завод увеличил в 1915 г. производство артиллерийских снарядов в 140 раз к уровню 1913 г. Невский судостроительный превысил нормы изготовления 3-дюймовых снарядов за счет свертывания основного производства. Коломенский завод, прекратив постройку подводных лодок, занялся изготовлением артиллерийских снарядов. К лету 1915 г. закончилось сооружение шрапнельного завода Путиловского акционерного общества.