Противник к этому времени уже знал о готовящемся наступлении, только не знал, в каком именно месте будет нанесен главный удар. Да и к этому моменту большие силы австрийских войск находились на Итальянском фронте, в том числе и тяжелая артиллерия, у австро-венгерских войск ощущалась нехватка снарядов, и это все вместе не давало возможности для подготовки упреждающего удара. Всего противник имел шестьсот двадцать две тысячи солдат и офицеров в боевых порядках и пятьдесят шесть тысяч в резерве, около трех тысяч пулеметов, семьсот семьдесят минометов и две тысячи семьсот тридцать орудий.
15—17 июня войска 8, 7 и 9-й армий Юго-Западного фронта прорвали оборону противника на участках своих ударных групп. Исключительно эффективно действовала русская артиллерия, впервые применившая отравляющие вещества для подавления вражеских батарей. На участке 7-й армии артподготовка продолжалась двое суток и сопровождалась бомбардировкой позиций противника с воздуха. Авиация также поддерживала наступающие вдоль железки Ковель—Ровно войска генерала Каледина.
В полосе наступления 11, 7 и 9-й армий противник уже с первых дней был вынужден ввести в бой все свои резервы. Группа армий Бем-Ермолли была вынуждена передать свой резерв 4-й армии и направить в ее состав еще и кавалерийскую дивизию. Эти дивизии были введены в бой 17 июня. Сама же 4-я армия, как и группа армий Линзингена, исчерпала свои резервы к этому времени, но так и не смогла остановить продвижение армии генерала Каледина, австро-венгерские войска в беспорядке отступали за реку Стрыпа. Однако и русские армии к этому времени ввели в бой почти все имеющиеся резервы, за исключением трех пехотных дивизий и конницы. Но город Луцк был захвачен в первые сутки нашего наступления, и это сделала 4-я дивизия, или, как ее еще называли, «Железная дивизия», командиром которой был генерал-лейтенант Деникин. И это было его второе взятие этого города за эту войну. Дальнейшее продвижение 8-й армии было не таким стремительным, как хотелось бы нашему командованию. А вот 11-я армия так и не смогла за первые три дня прорвать фронт на всю глубину, и все ее попытки были отражены противником. Но только благодаря действиям 7-й армии, которая, наступая на Львов, как и 11-я, углубилась настолько, что стала угрожать окружением 1-й армии генерала Пухалло, которому пришлось отводить свои войска за Днестр.
В распоряжении штаба армий Юго-Западного фронта оставались еще 5-й Сибирский корпус и вновь прибывшая 113-я пехотная дивизия из Одесского военного округа. Тем не менее 21 июня Брусилов обратился в штаб Верховного главнокомандующего с просьбой передать его фронту еще один корпус, так как стало известно, что противник перебрасывает с Итальянского фронта две дивизии, не считая, что из Полесья через Брест-Литовск противник также перебрасывает подкрепления, чтобы остановить наступление генерала Каледина. В тот же день был отдан приказ о перевозке из 5-й армии Северного фронта 23-го армейского корпуса (тридцать три тысячи бойцов). Генерал Алексеев сообщал Брусилову: «Переброска примерно двух дивизий австрийцев с Итальянского фронта требует две недели времени. Главнейшая цель направления 23-го корпуса – дать вам средства обратить тактический успех в стратегически законченную операцию».
19 июня генерал Алексеев отдал директиву о дальнейшем наступлении 8-й армии от Луцка в сторону реки Сан с целью отрезать австро-венгерские армии от германского Восточного фронта. Армии Западного фронта должны были нанести демонстрационный удар по Пинску и перейти в общее наступление с 27 июня. Однако 24 июня Брусилов заявил, что он беспокоится за растянутый правый фланг и опасается оторваться от армий Западного фронта, так как противник может ударом с севера отрезать часть войск 8-й армии. Он прекращает наступление на Ковель и поворачивает войска на Владимир-Волынск. В конечном счете переговоры завершились согласием Алексеева на такое действие Брусилова, поскольку именно отсюда противник снял войска для укрепления обороны Ковеля (три дивизии). И это решение способствовало быстрому захвату этого города и продвижению наших войск в сторону Буга, на Холм, а там, возможно, и на Люблин или к югу, на Львов.