К концу июля войска Брусилова заняли Станислав и вышли на рубеж реки Стоход. К тому времени противник сосредоточил здесь значительные силы и дальнейшие атаки, продолжавшиеся с перерывами до начала октября, не принесли существенных успехов, но стоили больших потерь, которые в итоге превысили австро-германские. Истощение сил и, в частности, почти полное уничтожение посланных на Юго-Западный фронт гвардейских полков, из которых сформировали Особую армию, подорвали способность русской армии к дальнейшей борьбе.

В период с мая по декабрь 1916 года войска Юго-Западного фронта потеряли убитыми 201 тысячу солдат и офицеров, ранеными – 1091 тысячу и пропавшими без вести (главным образом – пленными) – 153 тысячи. Австро-венгерские войска за тот же период в операциях против Юго-Западного фронта, а также в сражении под Барановичами с войсками Западного фронта и на Румынском фронте потеряли 45 тысяч солдат и офицеров убитыми, 216,5 тысячи ранеными и около 378 тысяч пленными. Потери германских войск, действовавших против Юго-Западного фронта, достигли примерно 39 тысяч пленными и 101 тысячи убитых и раненых. Соотношение по пленным было в пользу русских войск – 2,7:1. Зато убитых в армиях центральных держав было в 3,3 раза меньше, чем в русской армии, а раненых – в 3,6 раза меньше. К столь большим потерям привел разрозненный, по частям, ввод резервов для развития первоначального успеха под Луцком.

В результате недостаточно подготовленных лобовых атак русская армия достигла крайней стадии истощения. С осени 1916 года начался призыв 16-17-летних юношей, составивших костяк запасных частей накануне Февральской революции 1917 года.

Под влиянием успеха Брусилова 27 августа войну Центральным державам объявила Румыния. Однако плохо подготовленная румынская армия была очень быстро разгромлена совместным натиском австрийских, германских, болгарских и турецких войск с юга из Болгарии и с запада из Трансильвании. России пришлось взять на себя Румынский фронт, перебросив туда часть войск с Юго-Западного.

После того как 4 декабря пал Бухарест, 12 декабря германское правительство выступило с предложением немедленно приступить к мирным переговорам на принципах, способных «обеспечить существование, честь и свободу развития народов». Поскольку предложения Германии не содержали никаких обещаний освободить оккупированные территории, страны Антанты его отвергли, заявив, что мир невозможен «до тех пор, пока не обеспечено восстановление нарушенных прав и свобод, признание принципа национальностей и свободного существования малых государств».

В 1916 году произошло единственное в Первой мировой войне генеральное сражение двух крупнейших флотов – германского Флота открытого моря и британского Большого флота – Ютландский бой, состоявшийся 31 мая – 1 июня. Командующий германским Флотом открытого моря адмирал Шеер собирался совершить набег на английский порт Сандерленд на восточном побережье, рассчитывая вызвать на генеральное сражение весь или часть британского Гранд-Флита. Но плохая погода воспрепятствовала рейду на Сандерленд.

Тогда Шеер решил отправиться к берегам Норвегии, надеясь встретить там часть Гранд-Флита и нанести противнику тяжелые потери. О германских приготовлениях стало известно британскому Адмиралтейству. В конце 30 мая Гранд-Флит покинул свои базы и направился к Ютландскому побережью. Его командующий адмирал Джеллико не подозревал, что здесь он встретится со всем германским флотом. Также и Шеер не знал, что навстречу ему движется весь британский флот.

Столкновение двух флотов произошло во многом случайно. Сражение началось в 14 часов 30 минут 31 мая с боя авангардов. Германский авангард попытался навести эскадру адмирала Битти на главные силы Шеера. В ходе боя авангардов немцы потеряли два эсминца, а англичане – два линейных крейсера и два эсминца. Адмирал Шеер не успел расправиться с неприятельским авангардом до подхода главных сил Гранд-Флита. Немцам удалось в конце концов выйти из боя с превосходящим по мощи неприятельским флотом. Они потеряли 1 линейный крейсер, 1 легкий крейсер и 2 эсминца, англичане – 1 линейный крейсер, 2 броненосных крейсера, а еще 2 британских линкора были повреждены. Завершением сражения стал ночной бой между отдельными кораблями. В ходе этих столкновений немцы потеряли один линкор, 3 легких крейсера и 2 эсминца, англичане – 1 броненосный крейсер и 5 эсминцев. На рассвете 1 июня, когда немецкие корабли уже ушли за пределы досягаемости Гранд-Флита, один германский линкор подорвался на английской мине, но своим ходом дошел до базы.

В целом Ютландский бой закончился вничью, хотя потери англичан и превысили немецкие. Английский флот лишился 3 линейных и 3 броненосных крейсеров, 1 лидера и 7 эскадренных миноносцев и около 7 тысяч членов экипажа убитыми, ранеными и пленными. Немцы потеряли 1 линейный и 4 легких крейсера, 5 эсминцев и 1 устаревший линкор, не имевший большого боевого значения. Потери немецкого флота в людях составили 3 тысячи человек.

В Ютландском бою сказалось превосходство в боевой подготовке германских моряков и качественное превосходство германской артиллерии. Однако из-за общего численного превосходства британского флота (имевшего 28 линкоров-дредноутов против 16 у немцев) это сражение не имело стратегического значения. Германскому флоту так и не удалось прорвать морскую блокаду, установленную Антантой с началом войны.

После Ютландского боя немцы сделали основную ставку на подводные лодки. С 1 февраля 1917 года была объявлена неограниченная подводная война. Немецкие субмарины топили теперь все суда, шедшие на Британские острова, в том числе нейтральные. Это, равно как и революция в России, ускорило вступление в войну на стороне Антанты США.

6 апреля 1917 года Америка объявила войну Германии. В США опасались, что Антанта может потерпеть поражение или хотя бы свести войну «вничью». Это не только поставило бы под угрозу американские вложения в военное производство для союзников, но и сохранило бы Германию в качестве главного торгового и промышленного конкурента Соединенных Штатов.

К концу февраля 1917 года, когда в России произошла революция, положение на фронте было стабильным. Продолжалась однообразная позиционная война, способствовавшая падению морального духа войск. Еще с осени 1916 года в русской армии резко усилились антивоенные настроения. Солдаты устали от войны, целей которой они не понимали, а почти все кадровое офицерство оказалось к тому времени выведено из строя. Офицеры же военного времени – призванные из запаса и выпускники школ прапорщиков – зачастую не имели необходимого командирского опыта и авторитета у подчиненных. Вследствие больших потерь в кампании 1916 года пришлось досрочно призвать 1,9 миллиона человек.

Росло недовольство войной и властями. В ноябре 1916 года один из офицеров расположенной в Могилеве Ставки писал в Думу: «Дайте нам мир, вот лозунг теперешних солдат». В сводке настроений в армиях Западного и Северного фронтов, представленной в начале 1917 года правительству, отмечалось: «Возможность того, что войска будут на стороне переворота и свержения династии, допустима, так как, любя царя, они все же слишком недовольны всем управлением страной». Из-за нараставшего расстройства транспорта в конце 1916 года фронты получали только 61% требуемого продовольствия, а в феврале 1917 года – лишь 42%. Накануне революции на ближайшем к Петрограду Северном фронте продовольствия осталось всего на два дня.