10 сентября армии Брусилова возобновляют наступление. Несколько локальных успехов не стоят понесенных потерь. Лишь 7-я армия одерживает победу у Злотой Липы, которая выводит ее к Галичу. В руках русских остаются 29 тыс. пленных.

Наступление на Ковель возобновляется 16 сентября, но проваливается. Попытка повторяется 20 сентября и приводит к еще более тяжелым потерям. Такая же ситуация складывается на фронтах 7-й и 11-й армий. 9-я армия ведет тяжелые бои в Карпатах, отвлекая на себя германские резервы, предназначенные для Румынии. «Россия расходует слишком много людей, не считая их», — замечает Людендорф, а императрица записывает: «Наши генералы знают, что у России еще много людей и она ими легко жертвует».

Брусилов упорствует. Он рассчитывает повторить свои попытки 30 сентября, но уже 27-го его опережает фон дер Марвиц. Подвергнувшись мощным атакам, 8-я армия теряет то немногое, что было достигнуто ею в предыдущих боях. Тем не менее 2 октября русские снова предпринимают атаку. Завязываются ожесточенные бои. Особенно кровопролитным оказывается бой при Дики-Лане с турецким 15-м армейским корпусом. Гвардия атакует 17 раз, 34-й корпус — 12 раз. Все эти атаки завершаются неудачей, потопленные в крови.

14–16 октября атаки продолжаются. Такие же кровопролитные и такие же безрезультатные, они тем не менее достигают намеченной стратегической цели. Резервы, предназначенные для наступления в Румынии, поглощены русским фронтом. Ожесточенные бои 9-й армии в Карпатах отсрочивают падение Бухареста.

В связи с критическим положением Румынии России приходится направить туда две армии, тогда как 9-я армия без передышки ведет бои. 29 ноября она переходит в наступление по всему фронту. Крайне ожесточенные бои затягиваются до середины декабря. «В течение всего ноября здесь, в облаках, разворачивалась эпическая битва — Карлибабское сражение. В этой горной войне наши трофеи были значительны, потери огромны, героизм — безмерным» (Керсновский). Карлибабское сражение завершает кампанию 1916 г. на брусиловском фронте.

Брусиловский прорыв дал ощутимые результаты. Русские завоевали 25 тыс. кв. км территории. Захвачены 450 тыс. пленных, в том числе 80 тыс. немцев, около 1100 орудий. Из строя выведены около 2 млн солдат и офицеров противника[181]. Но победа, завоеванная в июне — июле, была потоплена в крови в августе — сентябре. Потери, понесенные русскими войсками, слишком тяжелы. Они достигают 1200 тыс. человек убитыми и ранеными. В общем, обескровив неприятеля, русская армия обескровила и себя.