До четырнадцати лет Алексей жил в Кутаиси, а затем дядя отвез его в Петербург и определил в Пажеский корпус, куда еще отец зачислил старшего сына кандидатом. Поступил он тем не менее по экзамену в четвертый класс и быстро вошел в жизнь корпуса. В отпуск приходил к двоюродному брату названого дяди — графу Юлию Ивановичу Стембоку. Он занимал видное по тому времени место — директора департамента уделов. Видел подросток там по воскресным дням замечательных писателей: Григоровича, Достоевского и многих других корифеев литературы и науки, которые запечатлелись его душе, заставили взяться за серьёзные книги. Но учился он, по собственному признанию, странно: «Те науки, которые мне нравились, я усваивал очень быстро и хорошо, некоторые же, которые были мне чужды, я изучал неохотно и только-только подучивал, чтобы перейти в следующий класс: самолюбие не позволяло застрять на второй год. И когда в пятом классе я экзамена не выдержал и должен был остаться на второй год, я предпочел взять годовой отпуск и уехать на Кавказ к дяде и тетке».
Вернувшись в корпус через год, Брусилов, минуя шестой класс, выдержал экзамен прямо в специальный, где было гораздо интереснее. Преподавались военные науки, к которым он имел большую склонность. Пажи специальных классов помимо воскресенья отпускались два раза в неделю в отпуск. Они считались уже на действительной службе. «Наконец, в специальных классах пажи носили кепи с султанами и холодное оружие, чем мы, мальчишки, несколько гордились». Наверное, эта мальчишеское гордость за воинскую форму осталась в Брусилове навсегда — стоит лишь посмотреть на многочисленные фото поседевшего командира: на всех подтянут, молодцеват, одет с иголочки.
В 1872 году после окончания Пажеского корпуса Алексей Брусилов в чине корнета был зачислен в 15-й Тверской драгунский армейский полк, начав службу в Закавказье. Служба шла не совсем гладко… Молодой офицер, начиная службу в Кавказской армии, он принял на себя обязательства секунданта в поединке, закончившемся смертью одного из противников. На суде кавалерийский поручик Брусилов заявил о полной своей виновности в смерти товарища по полку, не сумев того отговорить от дуэли, и два месяца отсидел на Тифлисской гауптвахте. Суд признал благородство офицера в показаниях и в постановлении на арест сделал приписку: «Наказание это не велено считать препятствием к наградам и преимуществам по службе».
Началась Русско-турецкая война 1877–1878 годов, которую все молодые офицеры ждали с нетерпением, но именно ради самой войны, о чём Брусилов написал как всегда честно: «Впрочем, нужно правду сказать, что едва ли кто-либо был особенно воодушевлен мыслью идти драться за освобождение славян или кого бы то ни было, так как целью большинства была именно самая война, во время которой жизнь течет беззаботно, широко и живо, денежное содержание увеличивается, а вдобавок дают и награды, что для большинства было делом весьма заманчивым и интересным. Что же касается низших чинов, то, думаю, не ошибусь, если скажу, что более всего радовались они выходу из опостылевших казарм, где все нужно делать по команде; при походной же жизни у каждого — большой простор. Никто не задавался вопросом, зачем нужна война, за что будем драться и т.д., считая, что дело царево — решать, а наше — лишь исполнять. Насколько я знаю, такие настроения и мнения господствовали во всех полках Кавказской армии».
В ночь с 11 на 12 апреля во главе небольшого отряда поручик Брусилов перешел турецкую границу, переправившись вброд через реку Арпачай, и вынудил турецкую заставу сдаться в плен. Так принял боевое крещение будущий крупнейший русский полководец: «Подойдя к Карсу, мы узнали, что значительный отряд турецких войск выступил из Карса в Эрзерум и что с этим отрядом ушел главнокомандующий Анатолийской армией Мухтар-паша. Обойдя вокруг крепости Карс, на что потребовалось много времени, мы погнались за Мухтар-пашой. Взяли много отставших турецких солдат, часть их обоза, но догнать самый отряд не могли и заночевали у подножия Саганлукского хребта, с тем чтобы на другой день вернуться к Карсу. В окрестных селениях турки встречали наши войска угрюмо и молча, армяне же с восторгом». В дальнейшем Брусилов всегда будет внимательно относиться к реакции местного населения, учитывать его настроения при подготовке операций.