不過，就像古德里安在莫斯科遇到進攻頂點一樣，勃魯西洛夫在后勤和運輸能力低下的一戰戰場，他也陷入困境。占領盧茨克后，勃魯西洛夫的大軍已顯得過度擴張。他明確指出，攻勢能否進一步成功，取決于俄西方面軍指揮官阿列克謝埃弗特上將是否能率軍展開攻擊支援。但阿歷克謝埃弗特上將本人是個保守派，與勃魯西洛夫意見相左，在攻勢取得進展后故意拖延。
由于勃魯西洛夫的勝利來得太快，俄最高司令部的首腦們也感到十分地驚訝。起初時，沒有一個人對他的進攻抱有信心，也沒有準備為他提供后備軍或物資。這種軍隊內部的內耗行為，給了德國調兵到東線支援的時間。
在盧茨克失守的同一天，同盟國方面舉行了軍事會晤，德國總參謀長馮法金漢將軍成功說服了其盟友，奧匈帝國的總參謀長赫岑多夫元帥，把南線軍隊由意大利撤至加里西亞以對付俄軍。而德軍盡管在凡爾登血流如河，仍然不得不從牙縫里擠出15個師來防止奧匈帝國垮臺。
德軍總司令興登堡，再次利用完善的鐵路網絡將后援送到東線前線。在德軍支援下，7月中旬，奧、德聯軍已把戰線穩定下來，對俄軍占據的薄弱據點進行反復爭奪，已奪回了許多小塊土地，尤其在盧茨克周圍。盡管缺乏充分的預備隊及軍火補給，勃魯西洛夫仍然反復進攻。并不滿足于固守。
到7月18日，遲鈍的阿歷克謝埃弗特上將，終于領軍開展了一次松散又準備不足的攻勢。到7月24日，同盟國德軍指揮官阿歷山大馮連辛根，在科韋爾南部向俄軍策動反擊，終于遏止了勃魯西洛夫的強大攻勢。
俄最高指揮部開始將部隊派往阿歷克謝埃弗特的前線，轉往支援勃魯西洛夫方面。但此時。這些行動卻受到勃魯西洛夫本人強烈的反對。他判斷更多的部隊只會招致其前線變得凌亂，后勤變得更加脆弱。
因為俄軍的支援是用馬拉貨車在布滿車轍的泥路上費力地慢慢運來，況且這時支援已經意義不大。要是在最需要的6月得到及時補給和增援。勃魯西洛夫很可能一舉扭轉東線戰局。在缺乏補給的條件下，勃魯西洛夫在7月28日恢復攻勢，其大軍在9月20日抵達喀爾巴阡山脈。此時。所有參戰部隊已經到了極限，俄軍的這一輛戰車最終于在9月底正式停止了轉動。
勃魯西洛夫攻勢達到了其預定目標，既影響了德軍在凡爾登的進攻，使其把數量可觀的十五個師的德軍部隊調往東線，俄軍亦擊破了當面的奧匈帝國的陸軍，令其損失近150萬人（包括戰俘40萬）。此后，奧匈帝國再也未發動過一次可成功挺進突破縱深的攻擊，只能依靠德國陸軍來維持其戰線。而攻勢在初期取得的迅速成功，令羅馬尼亞信心增加隨即倒向協約國一方參戰，盡管在后來令該國遭受了災難性后果。但對協約國一方來說，不啻換來一筆“可觀折損”。
勃魯西洛夫攻勢，也被列入世界歷史上死傷最重的戰役。此次攻勢，俄軍傷亡約50萬，奧匈帝國150萬（其中40萬被俘）。德國也損失35萬人。這次攻勢，也引發了一連串連鎖反應。
德軍總參謀長法金漢將軍因由于調兵援助東線，結果使進攻凡爾登要塞受挫，受到德皇威廉二世嚴厲批評而去職，隨后力主和西方媾和的軍方保守派興登堡和魯登道夫上臺。他們很快就架空德皇，成為德國事實上的主宰。發動政變推翻威廉二世統治，德意志第二帝國結束。
奧匈帝國由于慘遭重創，引發了政治局勢動蕩和經濟局面嚴重惡化。帝國君主制搖搖欲墜，奧匈帝國八十多歲的老皇帝約瑟夫弗蘭茨一世撤手歸天。很快，在歐洲綿延數百年的哈布斯堡統治徹底坍塌，曾經舉足輕重的中歐“聯合力量”——奧匈帝國土崩瓦解，退出了歷史舞臺。
盡管勃魯西洛夫攻勢在戰場上取得了成功，但畢竟俄軍死傷慘重。此前，俄軍已經損失了500萬有生力量，俄國君主制已千瘡百孔。1917年，俄國爆發革命，先是沙皇統治被推翻，隨后經過殘酷斗爭，紅色蘇維埃政權登上歷史舞臺，開啟了一個新的時代。一場戰役，造成了3個帝國瓦解，一個前所未有的新政治體制出現，這恐怕是后來的勃魯西洛夫本人也始料未及的。
1926年去世的勃魯西洛夫，沒有看到自己的這一次攻勢在軍事理論和軍事實踐方面也產生了深刻影響。勃魯西洛夫攻勢，可說是俄軍罕有具備良好領導和規劃的出色表現。勃魯西洛夫使用較小的專門單位的部隊，攻擊奧匈帝國戰線的薄弱環節并打開缺口，余下的俄軍挺進。
這些突擊戰術與當時奉為經典的“人海”戰術相背離，他開創的“一點為主，多點同時突破”的新戰法，也對后世軍事家影響極大。后來紅色帝國的元帥華西列夫斯基曾說過，這次攻勢“對我作戰觀點的形成起了一定的推動作用。我在進攻期間得到的鍛煉，對我后來很有幫助，在各種分隊范圍內組織戰斗行動的經驗，在衛國戰爭時都派上了用場”。（華西列夫斯基當時為俄軍剛從學校里出來的一名連長。）
然而，當時俄軍卻沒有意識到勃魯西洛夫獨創戰術潛在的重大戰略意義，反而是德軍從中得到了啟發。此后，德國明顯把握和利用這一突擊戰術，對其1918年在西線的進攻產生了重大的影響。
中華帝國皇上李振華在盯著阿列克謝阿列克謝耶維奇勃魯西洛夫的出色表演的時候，他也沒有忘記奧斯曼帝國（土耳其）那里的阿拉伯人的起義，因為他們之間的行動只是差了兩天，兩天的時間在歷史的長河中根本就算不了什么，但是這兩天卻是引起了世界的巨大動蕩。
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