Адразу пасля пачатку Першай сусветнай вайны ўкраінскія землі ператварыліся ў тэатр ваенных дзеянняў або прыфрантавых зону паміж расійскай арміяй і войскамі аўстра-германскага блока. На гэтай тэрыторыі дзейнічаў расійскі Паўднёва-Заходні фронт, у які ў 1916 г. дадаўся яшчэ і Румынская. У жніўні - верасні 1914 г. рускія войскі, адбіўшы наступ аўстра-венгерскіх армій, накіравалі свой ўдар на Галіччыне. Гэтая аперацыя атрымала назву Галіцкая бітва. У выніку гэтага грандыёзнага бітвы руская армія авалодала Усходняй Галіцыі, Паўночнай Букавіны і выйшла ў Карпацкіх перавалаў. Расейскія войскі ўступілі ў Львоў, Чарнаўцы. Падчас бітвы аўстра-венгерскія войскі страцілі 400 тыс. чалавек, з якіх 100 тыс. патрапілі ў палон. Толькі дзякуючы тэрміновай дапамогі з боку Германіі і перакідання войскаў з іншых франтоў Аўстра-Венгрыя пазбегла канчатковага разгрому
Наступным поспехам рускіх войскаў стала аблога крэпасці Перемышль, якая капітулявала 22 сакавіка 1915 года У выніку былі ўзятыя ў палон яшчэ 120 тыс. аўстрыйцаў і захопленыя 400 гармат. На заваяванай тэрыторыі расейская ўлада ўсталявала рэжым, якi, па словах кіраўніка расейскай адміністрацыі Галіцыі генерал-губернатара графа А. Бобрынскі, меў ўвесці «рускія пачатку» ў жыцці насельніцтва краю. Так, у Галіччыне зачыняліся ўкраінскія школы і іншыя навучальныя ўстановы, культурныя арганізацыі, ўводзіліся рускую мову і расійскае заканадаўства. Пачалося зварот грэка-каталікоў ў праваслаўе. Амаль усіх прадстаўнікоў ўкраінскай эліты, якія засталіся ў краі, а таксама верхавіну грэка-каталіцкай царквы на чале з мітрапалітам А. Шаптыцкага вывезлі ўглыб Расіі. Адбыліся габрэйскія пагромы
Расійская акупацыя працягвалася да вясны - лета 1915 г. Ужо ў лютым аўстрыйскія часткі ўступілі ў Чарнаўцы, 22 чэрвеня - у Львоў, а да канца чэрвеня захапілі ўсю Галіцыю і Букавіну, за выключэннем вузкай паласы на ўсход ад Цярнопаля. Акрамя Галіцыі, аўстра-германскія войскі падчас наступу 1915 акупавалі Заходнюю Валынь, Холмшчыну, Берестейщину з гарадамі Луцк і Дубна. Наступ аўстра-германскай арміі прыпыніўся на лініі Камянец-Падольск - Тернополь - Крамянец - Дубна
Адступленне рускай арміі суправаджалася новымі пагромамі ўкраінства, дэпартацыяй насельніцтва. Нараўне з гэтым у адыходзяць рускіх частак дадаліся бежанцы, якія баяліся рэпрэсій з боку Аўстра-Венгрыі. Усяго ў Расею было перамешчана звыш 100 тыс. ўкраінскіх. Дэпутат расейскай Дзяржаўнай думы П. Милюков ахарактарызаваў расійскую палітыку ў Галіцыі «еўрапейскім скандалам"
Увесну 1916 г. войскі Паўднёва-Заходняга фронту пад камандаваннем А. Брусілава нанеслі нечаканы ўдар, які ўвайшоў у гісторыю як Брусілоўскі прарыў. Расейскія войскі пачалі наступ 22 мая 1916 і пасля непрацяглай артпадрыхтоўкі прасунуліся ўздоўж усяго фронту ўглыб на 80 - 120 км, зноў авалодалі Чарнаўцы, Коломыя, блукалі, Луцку. З прычыны Брусілоўскага прарыву аўстра-венгерскія войскі панеслі значныя страты: звыш 1 млн забітых і параненых, больш за 400 тыс. ваеннапалонных. Рускія войскі страцілі каля 500 тыс. чалавек.
Пасля завяршэння гэтага наступу лінія фронту заставалася амаль нязменнай круглы год. Між тым у сакавіку 1917 г. у Расеі адбылася рэвалюцыя. Новы расейскі ўрад, імкнучыся ўмацаваць ўнутранае становішча краіны, Летам 1917 года пачаў новае наступ, які скончыўся поўным правалам і новымі ахвярамі. Контрудар аўстра-германскіх войскаў прымусіў рускія войскі пакінуць Галіцыю, адысці нават далей, чым у 1915 г. Гэтая лінія фронту праіснавала аж да заключэння Берасцейскага міру (студзень 1918)