13 июня в 5 часов утра началась артиллерийская подготовка с тщательным корректированием. После почти 12–часового артобстрела гренадерский корпус перешел в атаку, но овладел лишь частью передовых германских позиций, причем передовые части попали под огонь своей же артиллерии. Доходило до схваток ручными гранатами. В дальнейшем, до семи раз повторяя атаки, корпус овладел частично и главной германской позицией, но под контратаками и сильным огнем с флангов отошел в исходное положение, потеряв до 700 человек убитыми, ранеными и пленными. Не помогло даже появление бронированных автомобилей с пулеметами. Потери германцев составили до 3000 человек, из них до 100 человек пленными. По результатам боев русское командование отложило главный удар на две недели и изменило его направление на Барановичи. Вся прежняя подготовка, по выражению Оберюхтина, «
К 20 июня на Юго–Западном фронте начал ощущаться недостаток не только орудийных, но и ружейных патронов, из пополнений приходила одна–две пятых от запрашиваемого. 20 июня атаки Воронежского полка восемью волнами остановили всего лишь два немецких пулемета в бетонированных капонирах, которые артиллерия так и не смогла уничтожить. В полку осталось лишь 25 % офицеров, «
7 июля 404–й полк за короткое время потерял 2100 солдат и 32 офицера, включая командира полка, 101–я дивизия с 22 мая по 15 июля за 9 боев потеряла более 20 000 человек, несколько составов офицеров, двух командиров полков и начальника штаба дивизии.
2 июля началась пристрелка русской артиллерии на Западном фронте, а 3 июля части 4–й армии, пользуясь предрассветной темнотой и туманом, перешли в атаку под Барановичами и к 4 часам утра заняли первую и частично вторую линии окопов, захватив пленных. Однако немцам, перебросив войска с других участков, удалось остановить продвижение русских, а местами даже возвратить утерянные пространство. Резервы подходили слишком медленно и расстреливались еще до прихода в боевую линию, дальнейшие атаки проводились разрозненно, встречаясь с упорными контратаками, и продвижения не принесли, а дождь затопил окопы. Сильная артиллерия и пулеметы, оставшиеся неподавленными, и частные контратаки помогали противнику удерживать фронт 9 пехотными дивизиями против 23 русских, т. е. в 2,5 раза меньшими силами. Русские войска за 9 дней боев в 5 атаках захватили три небольших участка, при этом потеряли до 30 000 убитыми, 47 000 ранеными и до 3000 пленными. Австро–германцы потеряли 8000 убитыми, 13 000 ранеными и до 4000 пленными. Атаки Западного фронта у Сморгони и Вишнева, Северного фронта у Митавы также были отбиты. Причинами неудачи Эвертом считались недостаток настойчивости начальствующих лиц в достижении цели, слабая связь между ними и чрезмерное удаление резервов. Командующий 4–й армией также отмечал отсутствие хорошо оборудованных плацдармов, малое количество снарядов и неподготовленность поздно прибывшей тяжелой артиллерии к выполнению предстоящих ей задач.
С 27 по 29 июля повторялись частные атаки Западного фронта, но войска снова и снова попадали под перекрестный огонь и несли потери, в лучшем случае захватывая лишь несколько окопов. А немцы, используя полученный опыт, создавали подвижные группы артиллерии и контратаками восстанавливали положение. В целом в трех наступлениях на Западном фронте русские войска потеряли до 120 000 человек убитыми, ранеными и пленными, из них до 50 000 человек убитыми. Несмотря на доведение плотностей наступающих войск на ударных направлениях до 4000—5000 человек, 19 пулеметов и 11 орудий на 1 км, не был достигнут даже тактический прорыв обороны. Австро–германцы потеряли до 40 000 человек, из них до 20 000 убитыми, при этом смогли выделить часть сил на помощь южнее.
Было решено перебросить резервы на Юго–Западный фронт, чтобы попытаться развить его успех. Но теперь уже войска действовали без тщательной подготовки — по словам самого Брусилова, разведка не всегда велась, часто отсутствовала связь между пехотой и артиллерией, при громадном расходе снарядов (до 1700 снарядов в день на батарею, по мемуарам Адамовича) задачи артиллерии ставились неправильно, в результате она не всегда справлялась даже с полевыми окопами. Гвардейский корпус на участке атаки в 4 версты имел всего 96 орудий, из них 72 легких. Луцкое шоссе, по которому планировалось наступать к Ковелю, пересекала река Стоход, имеющая «
Сражение превратилось в бои на истощение, продолжавшиеся до начала сентября и уничтожившие с таким трудом накопленные резервы. Кавалерия, не дождавшись прорыва, сменяла в окопах пехоту. К концу августа 1916 г. войска Юго–Западного фронта потеряли в боях, согласно ежедневным донесениям в Ставку, 1798 офицеров и 114 627 солдат убитыми, 8819 офицеров и 663 560 солдат ранеными, 475 офицеров и 95 750 солдат пропавшими без вести. По описанию Клембовского, «
До конца года, по ежедневным докладам штаба фронта Ставке, потери в результате наступления составили: убитыми — 2930 офицеров и 199 836 солдат, ранеными —14 932 офицера и 1 075 959 солдат, пропавшими без вести — 928 офицеров и 151 749 солдат, всего 18 006 офицеров и 1 436 134 солдата. По данным С. Г. Нелиповича, к осени 1916 г. войска Австро–Венгрии потеряли от Припяти до румынской границы 30 245 человек убитыми, 327 388 пропавшими без вести, 153 613 ранеными и 102 341 больными. С мая по декабрь австро–венгерский Северный фронт (включая действия под Барановичами и в Румынии) потерял 1294 офицера и 43 764 солдата убитыми, 4769 офицеров и 211 705 солдат ранеными и 5981 офицера и 371 818 солдат пропавшими без вести. Германские войска потеряли в полосе наступления Брусилова 140 000 убитыми, ранеными и пропавшими без вести. В итоге соотношение потерь русских войск к потерям противника составило 2:1. Правда, русские войска захватили 417 000 пленных, 1745 пулеметов, 448 минометов и бомбометов, 581 орудие и другое военное имущество. Но людские потери, особенно убитыми, были гораздо тяжелее, а
из миллиона раненых в мае—октябре 1916 г. в строй вернулись только 204 000, у немцев возвращался каждый второй.
Таким образом, Луцкий–Брусиловский прорыв, задуманный и предпринятый с сугубо ограниченными целями, вначале дал крупный оперативный успех, оказавшийся чересчур неожиданным. Возможность крупной стратегической победы была упущена. Больше того, к моменту перехода русской армии в наступление кризис на итальянском фронте был уже преодолен, и операция австро–венгров захлебнулась. А по словам генерала Фалькенгайна, «