Весной 1916 года Василевский был назначен командиром роты, через некоторое время признанной лучшей в полку по подготовке, воинской дисциплине и боеспособности.
Александр Василевский, исполняя обязанности командира батальона того же 409-го полка, проявил себя с лучшей стороны в период знаменитого Брусиловского прорыва.
Это была самая блистательная победа в войне. Операция продолжалась 70 суток. Брусиловский прорыв охватил фронт протяженностью в 340 км, продвижение составило от 80 до 15 км. В первый же день было взято в плен 41 тыс. солдат и офицеров врага. В упорных боях русская армия в общей сложности отвоевала 30 тыс. кв. км. Противник понес большие потери: 1500 тыс. убитых и раненых и 450 тыс. пленных. Русские потери составили 500 тыс. человек.
Операция Брусилова положила начало перелому в ходе войны в пользу Антанты. Развитие успеха другими русскими фронтами, всеми фронтами Антанты могло создать условия для окончания войны против Германии и ее союзников уже в 1916 году. К глубокому сожалению, этого не произошло. Причиной тому предательство генералов, командующих соседними с Брусиловым фронтами, – Эверта и Куропаткина. Нужно было наступать, чтобы поддержать авангард русских войск, а генералы, связавшие себя заговорами с тайными врагами России, медлили и тем самым не дали развить успех русского оружия. По вине этих генералов-предателей захлебнулось Брусиловское наступление.
Василевский находился в самом пекле сражений. Два года на передовой, в боях и походах формировались его лучшие качества военачальника: верность ратным традициям прошлого, уважение к мнению других, настойчивость в овладении новыми приемами боя, твердость в достижении цели, забота о подчиненных.
Василевский серьезно изучил сочинения А.В. Суворова, М.И. Кутузова, М.Д. Скобелева и других известных русских полководцев. Участие в Брусиловском прорыве было неоценимым опытом в организации боевых действий различных подразделений и пригодилось в годы Гражданской войны.