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).