Ставка опасалась перехода в наступление армий Центральных держав в случае поражения французов под Верденом и, желая перехватить инициативу, дала указание командущим фронтами быть готовыми к наступлению ранее намеченного срока. Директива Ставки не раскрывала цель предстоящей операции, не предусматривала глубины операции, не указывала, чего должны были добиться фронты в наступлении. Считалось, что уже после прорыва первой полосы обороны противника готовится новая операция по преодолению второй полосы. Это отразилось на планировании операции фронтами. Так, командование Юго-Западного фронта не определило действия своих армий в развитие прорыва и дальнейшие цели.
К лету 1916 г. в русской армии появились признаки утомления солдатской массы от войны, но в австро-венгерской армии нежелание воевать проявлялось гораздо сильнее, и в целом боеспособность русской армии была выше, чем австрийской.
При подготовке операции командующий Юго-Западным фронтом генерал А. А. Брусилов решил произвести по одному прорыву на фронте каждой из четырех своих армий. Хотя это распыляло силы русских, противник также лишался возможности своевременно перебросить резервы на направление главного удара. В соответствии с общим замыслом Ставки сильная правофланговая 8-я армия наносила основной удар на Луцк для содействия намеченному главному удару Западного фронта. Командующим армиями была предоставлена свобода выбора участков прорыва. На направлениях ударов армий было создано превосходство над противником в живой силе (в 2—2,5 раза) и в артиллерии (в 1,5—1,7 раза). Наступлению предшествовали тщательная разведка, обучение войск, оборудование инженерных плацдармов, приблизивших русские позиции к австрийским.