18 августа 1914 года А.А. Брусилов докладывал в штаб фронта: «Трехдневное сражение отличалось крайним упорством, позиция австрийцев, чрезвычайно сильная по природе, заблаговременно укрепленная двумя ярусами, считавшаяся, по показаниям пленных офицеров, неприступною, взята доблестью войск». Русские войска взяли свыше 20 тысяч пленных и 32 орудия, 20 августа вошли в город Галич, а 24-го — в Миколаев. Крупным успехом стало занятие 21 августа Лемберга (Львова), который австро-венгры оставили без боя. Но на Брусилова неприятное впечатление произвело поведение командующего соседней 3-й армией Н.В. Рузского, который приписал заслугу взятия Львова себе, да еще подчеркнул, что город взят после ожесточенных боев. В письме жене Алексей Алексеевич делился своими чувствами: «Ты намекаешь в своих письмах про разные интриги против меня, которые порождаются завистью. Я стараюсь всеми силами души их не замечать, ибо интриги и зависть — очень низменные вещи, унижающие человека, я просто борюсь и отгоняю от себя, с Божиею помощью, эту пакость… История разберет вскоре после войны, как действительно было дело, а теперь главное — победить. Охотно уступаю лавры Рузскому, но обидно за войска армии».
Победы 8-й армии принесли ее командующему почетнейшую боевую награду — орден Святого Георгия 4-й степени. Им А.А. Брусилов был награжден 23 августа 1914 года. Н.В. Рузский же за «взятие» его войсками Львова в один день получил сразу два ордена Святого Георгия более высоких степеней — 3-й и 2-й…
После занятия Львова 8-я армия получила задачу охранять левый фланг фронта, «маневрируя войсками сообразно обстановке». Брусилов, однако, считал более целесообразным продолжить наступление и атаковать вражеские войска, размещавшиеся на Городокской позиции. Запросив по телеграфу штаб фронта, Алексей Алексеевич вскоре получил разрешение от Н.И. Иванова на проведение этой операции. Однако австро-венгры не собирались мириться с потерей Львова и 25 августа предприняли попытку вернуть утраченные позиции. В итоге в тяжелом встречном бою сошлись две русские и три австро-венгерские армии. Продвинуться вперед русским войскам не удалось, они понесли большие потери и начали окапываться. Наиболее тяжелое положение сложилось на участке 48-й пехотной дивизии генерал-лейтенанта Л.Г. Корнилова — с большими потерями она была отброшена за реку Гнилая Липа. Однако самоотверженность бойцов 12-й кавалерийской дивизии генерал-лейтенанта А.М. Каледина, получившего от Брусилова приказ «умереть, причем не сразу, а до вечера», спасла фронт. 30 августа в Городокском сражении наступил перелом: русские 7-й и 8-й корпуса перешли от обороны к наступлению. В штаб фронта командарм доложил: «Долгом службы и совести считаю свидетельствовать, что войсками было проявлено высшее напряжение, о стойкость и доблесть их противник разбился».
За руководство Городокским сражением 18 сентября 1914 года А.А. Брусилов был награжден орденом Святого Георгия 3-й степени. Он стал одним из шестидесяти человек, удостоенных этой награды во время Первой мировой войны.
Но плодами победы в Галицийской битве русская армия не сумела воспользоваться. В распоряжении Юго-Западного фронта было 24 кавалерийские дивизии, но разгромленных австрийцев никто не преследовал. В итоге потерпевшие поражение, но не добитые вражеские армии просто уходили из Галиции, а следом, отставая на несколько дней, с трудом продвигались по размытым дождями дорогам русские войска.
После Галицийского сражения 8-й армии была поставлена задача оборонять предгорья Карпат от Верхнего Сана до Верхнего Днестра. 28 сентября пополненные резервами 2-я и 3-я австро-венгерские армии начали наступление на фронте от Хырова до Стрыи (оба города ныне в составе Украины). В течение двадцати пяти дней австрийцы отчаянно пытались сбить русские 8-й, 12-й и 24-й корпуса с их позиций, однако офицеры и солдаты 8-й армии стояли насмерть. 22 октября Хыровское сражение завершилось — австрийцы прекратили попытки прорвать русский фронт. В русский плен попало 150 офицеров и 15 тысяч солдат противника, трофеями стали 22 орудия и 40 пулеметов. Воодушевленные удачей русские войска перешли в ответное наступление: 3-я армия, которой с сентября командовал болгарин по национальности, кавалер ордена Святого Георгия 4-й и 3-й степеней, энергичный и талантливый генерал от инфантерии Р.Д. Радко-Дмитриев, и брусиловская 8-я армия вышли в предгорья Карпат. 6 ноября 12-й армейский корпус взял Дуклу (ныне Польша) и, невзирая на плохие погодные условия, горную местность и яростное сопротивление противника (особенно стойко сражались венгерские части), продолжал продвигаться вперед. «Ежедневным упорным и настойчивым движением вперед, ежедневной боевой работой, по лесистым кручам Карпат, без полушубков, в изодранных по камням сапогах, вы, русские чудо-богатыри, не знающие устали, последовательно сбивали противника, — обращался командарм А.А. Брусилов к своим войскам. — Я счастлив, что на мою долю выпала честь и счастье стоять во главе вас, несравненные молодцы».
Передовые части уже начали спуск в Венгерскую равнину, хотя соответствующий приказ отдан не был. Брусилов объявил за это самоуправство выговор комкору Цурикову и начдиву Корнилову и запретил развивать наступление, так как согласно директиве главкома фронта главные силы 8-й армии срочно перебрасывались к Кракову, на помощь 3-й армии, а в Карпатах оставались только «заслоны».
Алексей Алексеевич прекрасно понимал, что командование противника попытается любой ценой восстановить положение и ликвидировать наметившийся прорыв. И действительно, в декабре 1914 года на карпатских перевалах завязались тяжелые бои: 3-я австро-венгерская армия отбросила назад русский 12-й армейский корпус и едва не прорвала фронт всей 8-й армии. Однако даже в таких тяжелейших условиях войска Брусилова, вовремя усиленные 29-м армейским корпусом, смогли сдержать противника и к 13 декабря полностью восстановить положение, причем за пять дней в плен было захвачено 10 тысяч вражеских офицеров и солдат.
Перед 8-й армией открывался поистине «золотой мост» в сердце Венгрии — оставалось только преодолеть Карпатский хребет. Видя это, Брусилов буквально умолял командование своего фронта настоять в Ставке на решающем ударе. «По моему убеждению, для нанесения противнику наиболее полного поражения необходимо теснить, не останавливаясь по северную сторону Карпат, овладеть выходами в Венгерскую равнину, на которой может быть продуктивно использована наша многочисленная конница, и продолжать наступление по Венгерской равнине», — докладывал он Н.И. Иванову. Брусилов полагал, что силами 12 пехотных и 6 кавалерийских дивизий вполне возможно дойти до Будапешта. Однако ни первый брусиловский доклад Иванову, состоявшийся 4 декабря, ни второй, девять дней спустя, успеха не имели. Мнение главкома фронта гласило: «Наступление на Будапешт при современном состоянии средств не обещает многого, а отвлечет много сил». Свой резон в этом мнении был, так как декабрьские бои сильно истощили 8-ю армию: большинство ее дивизий насчитывало по 5—6 тысяч бойцов, были и дивизии по 3 тысячи человек — впятеро меньше комплекта мирного времени… Наступление без пополнений действительно грозило обернуться масштабной авантюрой.
Кампания 1914 года завершалась для Юго-Западного фронта в целом и для брусиловской армии в частности удачно. Но А.А. Брусилов не мог не отметить двух тревожных моментов: катастрофической нехватки снарядов и патронов и ухудшение качества пополнений, приходящих в армию. Огромные потери понесло кадровое офицерство, на смену которому шли прапорщики военного времени, окончившие трехмесячные ускоренные курсы военных училищ. А в маршевых ротах, приходивших на фронт, люди зачастую не видели ни винтовки, ни пулемета. Прежде чем ставить таких «воинов» в строй, их приходилось заново обтесывать в полковых учебных командах.