Размах русского наступления совершенно неожидан. «Для Германии это было огромным неприятным сюрпризом. Она думала, что еще год назад нанесли России поражение, от которого она не оправится до конца войны. После мартовского наступления 1916 г. она, конечно, удивилась прогрессу, достигнутому нашим союзником, но полагала, что провал этого наступления отвратит русских от новых попыток. И вот, всего через два месяца, Россия вернулась на поля сражений с необычайной энергией. Почти все результаты огромных и дорогих усилий лета 1915 г. были потеряны» (Анри Биду). «Русское наступление немедленно дало великолепные результаты. Под его ударами австрийская армия жалким образом разваливалась, несмотря на помощь, оказываемую германскими дивизиями. Австрийское командование очень быстро поняло, что прошло время попыток достичь победы на итальянском фронте, и с начала июня атаки на третинском фронте прекратились» (Жоффр). «Никогда еще Восточный фронт не сотрясал столь сильный кризис» (Людендорф). На русский фронт стали прибывать неприятельские подкрепления.
Едва отразив контрнаступление противника, Брусилов вновь начинает наступать. 5 июля 3-я и 8-я армии атакуют в направлении Ковеля. Разбитый под Волщецком, Разиничами и Грузятином, противник уходит за Стоход, оставив 12 тыс. пленными, но отсутствие резервов и нехватка боеприпасов не позволяют русским войскам развить свой успех. Противник получает трехнедельную передышку. Придавая особую важность району Ковель — Владимир-Волынский, Гинденбург направляет туда крупные подкрепления. За короткий срок линия обороны по Стоходу становится неприступной. Этому способствует болотистый характер местности. С этого момента продвижение русской армии в данном секторе становится невозможным. Сражение возобновляется с новой силой атакой 11-й армии на Липпу. Сахаров атакует в ночь с 15 на 16 июля. Сибирские стрелки осуществляют прорыв в направлении Горохова. Вместо того чтобы продолжать наступление на запад, главные силы 11-й армии поворачивают на юг и, поддерживаемые тяжелой артиллерией, захваченной у австрийцев, быстро идут на Броды, зайдя в тыл неприятельскому фронту. 21-го взято Берестечко, а 28-го русские овладевают Бродами. Ими захвачены 40 тыс. пленных, 49 орудий и 100 пулеметов. Этой операцией завершается первая фаза Брусиловского прорыва.
9 июля Ставка издает директиву, призванную скоординировать действия групп армий. Брусилов должен возобновить наступление на Ковель, в чем ему помогут отвлекающие действия Эверта и Куропаткина. На тот момент на фронте Брусилова имеются 63 пехотные и 21 кавалерийская дивизии против 63 пехотных и 14 кавалерийских австро-германских дивизий. В таких условиях трудно рассчитывать на успех, тем более что русские по-прежнему испытывают нехватку в вооружении, особенно в артиллерии, и после непрерывных сорокапятидневных боев начинают выдыхаться.