Пока армии правого крыла Юго-Западного фронта проводили Люблин-Холмскую операцию, на южном крыле фронта войска 3-й и 8-й армий осуществляли Галич-Львовскую операцию. Наступление 3-й армии, начавшееся 6 (19) августа, развивалось почти беспрепятственно, слабые части войск прикрытия противника поспешно отходили, а боевые столкновения были редкими. За шесть дней армия продвинулась на 90-100 км, а ее корпуса нацелились для сильного лобового удара на Львов.
8-й армия под командованием А.А. Брусилова начала наступление 5 (18) августа, т.е. на день раньше 3-й армии. Здесь противник также не оказал серьезного сопротивления — русским приходилось иметь дело не с его главными силами, а с передовыми частями. Наступавшая на левом фланге 8-я армия за три дня достигла линии государственной границы на реке Збруч и 7 (20) августа перешла ее. Продолжая наступление, она 10 (23) августа преодолела реку Серет, которую австро-венгерское командование решило не оборонять, а затем Стрыпу. За восемь дней марта 8-я армия прошла 130-150 км и развернулась на фронте в 45 км.
Австрийское командование не предполагало, что русские могут столь быстро сосредоточить крупную группировку на левом крыле Юго-Западного фронта и начать большое наступление, считалось, что для обороны Восточной Галиции вполне достаточно сил. Первое время продвижение войск Рузского и Брусилова не тревожило военное руководство Австро-Венгрии — оно даже сочло возможным в самый разгар Люблин-Холмской операции ослабить 3-ю армию, выделив из ее состава группу Иосифа Фердинанда, которая была послана на помощь 4-й армии М. Ауффенберга. Получив, однако, уточненные данные о группировке русских, наступавшей на львовском и галичском направлениях, Конрад изменил это решение.
Таким образом, соотношение сил в Карпатах было не в пользу противника. На Львов русские вели наступление 12 дивизиями против 7,5 австрийских. Неприятель не смог достичь превосходства и на направлении главного удара, который наносился из района Злочева вдоль железной дороги Львов — Броды. Здесь на участке 35-40 км австро-венгры сосредоточили 6,5 пехотной и 1 кавалерийскую дивизии против 9 пехотных и 3 кавалерийских наших дивизий. Попытка австрийского командования остановить вторжение русских в Галицию контрударом также окончилась неудачей. На всем 60-километровом фронте от Каменки-Струмиловой до Дунаюва вражеские войска были разбиты. Они понесли чувствительные потери и отходили в большом беспорядке.
Австро-венгерское командование стремилось во что бы то ни стало удержать Львов и выдвинуло сюда свежие силы, переброшенные с сербского фронта, которые образовали новую, 2-ю армию. В течение трех дней на реке Гнилая Липа шли ожесточенные бои, в ходе которых соединения армии Брусилова разгромили австрийский корпус, действовавший на стыке 8-й и 3-й армий русских, и создали угрозу охвата всей неприятельской группировки, располагавшейся южнее Львова. Одновременно была отбита атака противника в районе Галича. Наши войска захватили много пленных, в том числе одного генерала, три знамени, свыше 70 орудий. Только под Галичем было убито до 5 тыс. австрийских солдат и офицеров.
18 августа после боев на Гнилой Липе разбитый противник, бросая ружья, орудия, зарядные ящики, повозки и другое имущество, в полном беспорядке отошел по всему фронту в направлении на Львов — Миколаев — Галич
[67]. Теперь задача 8-й армии заключалась в том, чтобы совместно с войсками 3-й армии овладеть Львовом.Удача сопутствовала и войскам 3-й армии: 20 августа (2 сентября) противник оказался обращен в беспорядочное бегство и был занят район Жолкиева, что создало угрозу охвата левого фланга австрийской армии.
Сражение за столицу Восточной Галиции приближалось к закономерной развязке. Австро-венгерскому командованию стало ясно, что удерживать Львов не было смысла, поскольку продвижение 3-й и 8-й армий русских создавало угрозу тылам их 3-й армии. Оно решило оставить город, куда 21 августа (3 сентября) вступили подразделения 8-й армии. «Сегодня, 21 августа, в 11 часов утра, — доносил Брусилов, — разъезды 12-й кавдивизии вошли в оставленный неприятелем город Львов; встречены жителями очень приветливо».
22 августа нашии войска овладели Галичем, а в ночь с 23 на 24 августа захватили Миколаев. На этом завершилась Галич-Львовская операция, которая, как и Люблин-Холмская операция, была значительным событием Галицийской битвы. В ходе ее 3-я и 8-я русские армии нанесли поражение 3-й и 2-й австро-венгерским армиям, заняли крупные украинские города Львов и Галич. Исход операции был предопределен победами русских войск в сражениях на реках Золотая Липа и Гнилая Липа.