彼得格勒就在波羅的海的邊上，從彼得格勒沿着波羅的海向東南出發，依次是愛沙尼亞、拉脫維亞、立陶宛、普魯士，實際上彼得格勒距離德意志的龍興之地（普魯士）只有幾百公里。由於德國掌握了海權，所以很快拿下了拉脫維亞首都里加和愛沙尼亞首都塔林及其周邊地區。爲了抵抗德軍，俄國在愛沙尼亞、拉脫維亞、立陶宛的西部地區還有二十萬軍隊。德國人在第一次世界大戰期間的對俄政策是：殲滅俄軍有生力量，對領土沒有具體要求。於是殲滅這二十萬軍隊就成爲德軍的作戰目標，德軍的計劃是：從立陶宛首都維爾紐斯的西部穿插，協同里加方面的德軍，對着二十萬俄軍迂迴包抄。
從拉脫維亞首都里加到維爾紐斯的西部有三百多公里路程，兩邊對進的德軍需要各自迂迴近兩百公里，計劃用時四天。可是俄軍對德國人的迂迴穿插戰術已經非常熟悉，德軍剛開始穿插，俄軍就頭也不回的逃走了，陣地和重武器統統丟棄，跑得很快。結果是這次合圍，只俘虜了幾萬俄軍，其餘大部分俄軍都從包圍圈中逃掉了，德國人全殲俄軍的目的沒能達到。不過，德軍佔領了拉脫維亞西部和立陶宛大部分地區，對俄國首都彼得格勒的威脅更大了。
這次戰役雖然沒有達成戰前目標，但是把南線俄軍的重兵集團調過來了，鑑於首都彼得格勒已經暴露在德軍兵峯之下，沙皇下令尼古拉大公將烏克蘭地區的俄軍調至彼得格勒以南地區，並且向德軍反擊，解除首都的威脅。在強行徵兵抓丁之後，北線俄軍達到了四個集團軍八十萬人，南線還有五個集團軍一百萬人，但是這些部隊大部分被德軍殲滅或者重創過，士氣低迷，而且剛入伍的新兵居多，戰術素養極低。俄軍總司令尼古拉大公深知他的軍隊是什麼情況，採取了穩步對峙的戰爭策略，並沒有大舉進攻德軍陣地。
按道理說，尼古拉大公做得沒錯，他手下的新兵去進攻大量裝備克虜伯火炮的德軍，那是去送死。但是俄國國內不這麼認爲，手握近兩百萬大軍，卻不敢驅逐敵人，每日消耗鉅額軍費，俄國財政現在全靠舉債生存，政府可熬不起！於是沙皇免除了尼古拉大公的總司令職務，自己親自掛帥，擔任俄軍總司令一職。同時命令俄軍在北線向德國人反攻，意圖將德軍驅逐至遠離首都彼得格勒的地方。
同時，英國也呼籲俄國在東線展開一次針對德國的攻勢，希望振奮協約國的士氣，以減輕英國的軍事壓力。俄國則通過在立陶宛維爾紐斯地區發動名爲“納拉奇湖攻勢”作爲迴應。結果，在德軍戰術小組的層層阻擊和克虜伯大炮的攔截下，俄軍進攻受挫，傷亡慘重。而此戰德國人只遭受不足俄國五分之一的實際傷亡，北線的俄軍徹底失去進攻能力。
不過，德國在這次戰爭中，爲了防禦俄軍，把南線的德軍抽調了一大半。目前在南線的烏克蘭戰區，只有一個德國集團軍，配合德國戰略炮兵，在克里木半島拔點作戰。其餘防禦任務都交給了奧匈帝國軍隊和土耳其軍隊。
俄國將領布魯西洛夫看到了其中的機會，便向俄國最高司令部呈達了他的計劃，他提議在西南部的西烏克蘭地區向奧匈軍隊和土耳其軍隊進行一次大規模的攻勢。布魯西洛夫行動的主要目的是收復烏克蘭，利用喀爾巴阡山的阻斷，殲滅西烏克蘭地區的同盟國軍隊，並儘可能在戰爭中徹底將奧匈帝國擊敗。在此前的東線，奧匈帝國在喀爾巴阡山以東的西烏克蘭地區擺下了五個集團軍，連同土耳其的三個集團軍，總兵力接近兩百萬人，加上克里木半島上的德軍，自認爲高枕無憂，還準備進攻俄國人。
俄國的西方軍事集團指揮官阿列克謝·埃弗特上將遭受德軍的多次打擊，一向奉行防禦性戰略，並對布魯西洛夫採取的攻勢抱持反對。對此沙皇尼古拉二世在1915年向軍隊下達了個人指令，要求西南方向的俄軍進行一場大型攻勢。英國每月爲俄國提供2500萬英鎊的信用（俄國採購物資，英國買單），多次要求俄國人在戰場上做出一些表現，但是迄今爲止，俄軍連一點拿出手的成績都沒有，沙皇尼古拉二世的壓力也很大。所以，沙皇急需拿點兒戰報向英國債主要錢。而俄國國內早已怨聲載道、民不聊生，政府急需一場勝利來鞏固統治，所以政府官員都想打這一仗。至於俄軍官兵，由於這次作戰對手裏沒有德國人，信心還是比較足。於是，沙皇、俄國政府官員、軍官、士兵，難得上下一心，想要打贏這場戰役——人和了！
取勝的唯一希望，就在於重新建立新戰術。布魯西洛夫此次改變了這個做法，他把正面攻擊面從45公里拓寬到了480公里，越長的防線意味着敵人可能會暴露更多的破綻，進攻方的主動權被大大體現，每多突破一個點，就意味着防禦方要把自己的後備隊重新部署和運輸。而在當時通訊沒有那麼完善的日子裏，多處防線被擊破完全可以造成敵方指揮部崩潰的情況，1914年的羅茲戰役，俄軍就是這麼失敗的。
新戰術的第二點是改變以往的炮擊方式。在之前的“納拉奇湖攻勢”中布魯西洛夫發現，俄國西北方面軍進行了長達兩天的炮擊，不但收效甚微，而且令德軍在炮擊區域後方集結，致使突破失敗。其實在史實中的索姆河會戰之中亦是如此。低效的長時間彈幕打擊（特別是俄軍現在缺乏重炮）並不能摧毀敵軍的地下工事，敵軍有生力量並不能被有所殺傷，相反還會暴露作戰計劃和意圖。爲此，布魯西洛夫首先採用了1914年德軍在波蘭戰役中的方法，利用空中偵察飛艇（俄軍改用偵察機）拍攝對方陣地，第二是改進炮兵作戰，訓練他們在短時間之內發射更多的炮彈，集中於敵軍的某個位置。
新戰術的第三點在於後備隊的部署。以往的作戰中，後備隊離前線會很遠，他們的主要任務是接替前方部隊的戰壕，然後執行防禦作戰，有的時候後備隊和前線部隊還會部署出現問題，但是這一次，布魯西洛夫把後備隊部署在前線3km處，如果前線潰敗，那麼增援會第一時間趕到戰場。
新戰術的第四點在於徹底的改變俄軍的作戰特點。以往的俄軍作戰特點是人海衝鋒和散兵戰術爲主，這些只會成爲重機槍掃射的靶子。士兵們也不知道戰鬥的目的是什麼，只是在軍官的帶領之下進攻。布魯西洛夫這一次參照德軍，讓士兵們在戰鬥開始之前就明白了自己的任務，並且專門進行了實戰演練。在戰場後方，參謀官們專門建設了奧地利軍隊的戰壕模型，讓部隊進行突破作戰。新的作戰將會被分爲四批次，第一批次的部隊會攜帶大量的手榴彈，目標是佔領敵軍第一道防線，第二批也是如此，但是要拿下第二道防線，因爲布魯西洛夫認爲這一道防線是奧軍核心，最後剩下兩批人負責攜帶重武器裝備，加固陣地，準備防禦，並且準備下一次衝擊。
新戰術的第五點在於改進後勤。布魯西洛夫建立了彈藥庫，重新修繕了不少道路，改進了火炮的補給線。這個事情花了長達三個月的時間來進行準備，但是在未來的日子裏，他們將發揮巨大的作用。布魯西洛夫不會知道，他的這些新式的作戰計劃，將會成爲現代化戰爭的進攻戰術的模板，步炮協同的標準組織協調方法。未來所有的國家都會對這些戰術進行分析與學習，其中他的對手德國人受到的啓發最大。