В октябре 1915 г. наступление немцев было остановлено под Ригой, Двинском, Минском, Сарнами, Ровно, Кременцом, Тарнополем, Каменец-Подольском. Фронт удалось стабилизировать, и до выхода России из войны он оставался в этом положении. На Кавказском фронте русские войска, развивая успех Сарыкамышских боев, в ходе Алашкертской операции 1915 г. успешно отразили зимнее наступление 3-й турецкой армии. После этого Отдельная Кавказская армия (генерал от инфантерии Н. Н. Юденич) уже не выпускала стратегической инициативы из своих рук до конца войны.
В ноябре того же года Россия ввела войска в Северный Иран. Попытка немцев и турок закрепить свое влияние в Иране была сорвана. Одновременно создались условия для установления взаимодействия с английскими войсками в Месопотамии. В результате германского наступления на Восточном фронте в 1915 г. российские войска были вытеснены из большей части Галиции, Польши, части Прибалтики и Белоруссии. Потери русской армии с начала войны составили 3,5 млн убитыми, ранеными и пленными, из них свыше 300 тыс. было убито, 1,5 млн попало в плен, офицерский корпус потерял 45 тыс. человек, кадровая армия была почти полностью выведена из строя. Очевидные причины поражения русской армии во второй половине 1915 года – людские потери, нехватка снарядов, орудий, – дополнялись отсутствием согласованных действий со стороны союзников. Они не сделали ничего, чтобы остановить переброску немецких дивизий с Западного фронта на Восточный (к сентябрю 1915 г. на русском фронте находилось 140 австро-германских дивизий, а на англо-французском – 91). Не дождалась Россия от своих союзников и помощи в вооружении. Обеспечивая передышку союзникам, Россия истощала силы Германии и свои собственные. На конференции представителей всех союзных армий в декабре 1915 г. в Шантильи (Франция) было принято решение о согласованных наступлениях союзных армий в 1916 г.
Военные операции 1916 г. Брусиловский прорыв. Главным событием кампании 1916 г. явилось наступление на Юго-Западном фронте (генерал от кавалерии А. А. Брусилов), вошедшее в историю под названием «Брусиловского прорыва». Оно началось по просьбе союзников на 11 дней раньше намеченного срока и было неожиданным для Германии, которая считала, что после поражений 1915 г. русские войска уже не смогут начать наступление. Весной 1916 г. немцы сосредоточили свои силы под Верденом, и Франция, как и в 1914 г., начала просить помощи у России. Италия под угрозой полного разгрома итальянской армии австро-венгерскими войсками также просила помощи у России. Перейдя в наступление 22 мая (4 июня) на 450-километровом фронте, русские войска в первые же дни прорвали сильную оборону австрийцев на нескольких участках и за три месяца продвинулись на глубину 80–120 км. Неприятель потерял до 1,5 млн человек, в том числе около 420 тыс. пленными. Как отмечал А. Ф. Керенский, Брусиловское наступление сорвало осаду Вердена и спасло Италию.
В срочном порядке, перебросив с Западного на австрийский фронт 11 дивизий, немцы смоги остановить наступление брусиловцев. Этому способствовали несогласованность военного руководства русских фронтов и медлительность командования союзников в выполнении своих обязательств перед Россией. Операции англо-французских войск на реке Сомме начались не через две недели после начала русского наступления, а лишь через месяц – в конце июня.
Успешные действия русских войск оказали большое влияние на всю кампанию 1916 г., сыграв решающую роль в захвате Антантой стратегической инициативы. Выжидавшая с начала войны Румыния примкнула к Антанте, вынудив немцев готовиться к противостоянию на новом русско-румынском фронте. Союзники имели реальные выгоды от открытия румынского фронта, но для России это было новым бременем, поскольку румынская армия к январю 1917 г. фактически развалилась, и русским войскам приходилось держать этот фронт в одиночку.
Победоносно для русской армии завершилась кампания 1916 г. на Кавказском фронте. Разгромив турок в последовательно проведенных Эрзерумской (февраль), Трапезундской (апрель), Эрзинджанской (июль) и Огнотской наступательных операциях, русские войска продвинулись в горных областях Турции на глубину до 250 км и овладели городами Эрзерум, Трапезунд, Огнот и Эрзинджан.
В Персии успешно действовал экспедиционный казачий корпус Баратова. Однако находившиеся там же английские войска отказались от совместных наступательных действий с русскими. Действия русских войск на Кавказе стали решающими для Ближневосточного театра: в конце 1916 г. им противостояли 27 турецких дивизий, тогда как англичанам в Сирии и Месопотамии – только 18.
Обладая значительным превосходством над турецкими силами на Черном море, российское верховное командование так и не смогло решиться на морскую десантную операцию с целью захвата проливной зоны в самом благоприятном для этого 1916 году. Все противостояние сторон на Черном море фактически свелось к артиллерийским поединкам с германским линейным крейсером под турецким флагом «Гебен». В то же время противостоящие турецкие сухопутные войска в 1916 г. были поставлены на грань катастрофы Кавказской армией под руководством командующего генерала Юденича.
Неудачи на фронтах рождают пессимистическое настроение в тылу. Даже генерал Алексеев в 1916 г. сомневался в победе русских в этой войне. В правительстве преобладала критика военных, недовольство действиями Ставки. В 1916 г. происходит окончательное падение авторитета власти, происходит потеря веры в способность царя выиграть войну, ухудшается материальное положение всех слоев общества (продовольственный кризис вызвал введение карточной системы снабжения населения, образование хлебных очередей), по стране прокатывается волна стачек рабочих (в октябре в Петрограде бастовало около 250 тыс. рабочих), растет число пораженцев – сторонников поражения России в войне, в армии растет число дезертиров (по данным Родзянко, число их в 1915–1916 г. дошло до 1,5 млн человек). Представители партии большевиков ведут активную пропаганду на фронтах против войны. В конце 1916 г. в либеральных кругах, в ответ на предложения приближенных царя ввести в больших городах военное положение и закрыть либеральные органы печати, растут настроения за устранение Николая II.
Распад Восточного фронта. В 1917 г. немецкое командование решило перейти к стратегической обороне на всех фронтах. На Восточном (Русском) и Кавказском фронтах наступило затишье. В апреле 1917 г. США вступили в войну на стороне Антанты, чем сразу обеспечили приоритетность Западного фронта. России отводилась роль отвлечения германских сил, для чего планировалось ее наступление на Восточном фронте. Общий разлад в обществе, потеря управляемости правительством в конечном итоге приводит к свержению самодержавия. Временное правительство, верное союзническому долгу, продолжало войну. После Февральской революции и свержения царя в России число сторонников продолжения войны стремительно уменьшалось. Временное правительство так и не смогло поднять наступательный дух фронтов. Июньское наступление русских войск закончилось полной неудачей. Неудачи на фронте летом 1917 г. привели к требованию выхода России из войны. Именно эта идея, лозунги «Мир народам», «Долой войну», ставшие популярными среди основной массы населения, привели большевиков к власти. Сепаратный Брестский мир положил конец участию России в войне и тем самым вычеркнул Россию из списка победителей в Первой мировой войне.