В 11 часов 30 минут утра 13 марта в бой пошли интербригады. Но их удар был вспомогательным, а основной нанесла через полчаса 2-я бригада дивизии Листера вдоль французского шоссе. При поддержке танков республиканцы легко ворвались в Трихуэке, но здесь в уличных боях итальянцы стали эффективно бороться с бронетехникой бутылками с зажигательной смесью и горящими факелами. Танки пришлось вывести из боя, и Трихуэке была атакована с тыла вторым эшелоном наступавшей 2-й бригады. Итальянцы побежали, и неотступно их преследовавшие республиканцы подошли к Каса-дель-Кобо. Интербригадам не удалось повторить успех своих испанских товарищей. Им пришлось отражать ожесточенные контратаки, и в итоге интернационалисты остались 13 марта на прежних позициях.
В тот же день Франко для отвода глаз предпринял на Хараме несколько атак, которые легко были отбиты республиканцами.
14 марта испанские республиканские части отдыхали, но XII-я интербригада решила вернуть потерянное ранее хорошо укрепления дворянское поместье Паласио-де-Ибарра. Атака была подготовлена очень тщательно, особое внимание уделялось отработке взаимодействия танков и пехоты. В результате почти весь гарнизон дворца силой до батальона, обойденный с флангов, был взят в плен. Контратака другого итальянского батальона была в буквальном смысле этого слова раздавлена советскими танками.
Всего за время боев 11–14 марта республиканцы взяли в плен 500 итальянцев, захватили в качестве трофеев 13 орудий, 500 винтовок и 50 пулеметов. 14 марта на фронт прибыл генерал Миаха, высоко оценивший действия дивизии Листера. Последний, в свою очередь, торжественно вручил генералу захваченное итальянское знамя. Следует отметить, что в течение всех оборонительных боев и контратак с Листером находился советский военный советник, будущий герой Сталинграда А. Родимцев, оказавший большую помощь в разработке планов военных операций.
15-17 марта обе стороны перегруппировали силы. К республиканцам подходили новые резервы, хотя атаки мятежников на Хараме все же не позволили снять оттуда некоторые части.
План генерального контрнаступления республиканцев состоял в нанесении главного удара силами четырех бригад (одна из них в резерве) при поддержке 38 танков и авиации в направлении на город Бриуэгу, а после его захвата было предусмотрено двигаться дальше вдоль французского шоссе.
Но даже к началу республиканского контрудара соотношение сил было в пользу интервентов по людям 2:1 (45 тысяч против 20), по пулеметам 5:1, по орудиям 7:1, по танкам 1,3:1. Только самолетов у республиканцев было больше: 70 против 50 у итальянцев. На направлении главного удара у обеих сторон было по 10 тысяч бойцов. Но против 38 республиканских танков итальянцы имели всего 12. Зато по орудиям было обратное соотношение: 16 против 70.
В 13 часов 30 минут 18 марта 75 самолетов ВВС республики в течение 20 минут бомбили позиции итальянцев. Затем в бой пошли танки, но пехота завязла в непролазной грязи и начала наступать только в 16 часов. Итальянцы сначала оказывали ожесточенное сопротивление, но после захвата их первой линии обороны стали быстро отступать. XII-я интербригада ворвалась в Бриуэгу, а испанские части были посланы в обход города. К сожалению, они запоздали, и части итальянцев удалось ускользнуть из мешка. Их отступление превратилось в бегство, и к вечеру, как и планировалось, Бриуэга была полностью освобождена. В плен было взято 300 человек, захвачено 30 орудий, 6 танков, много инженерного оборудования и продовольствия, масса штабных документов. Дивизия «Божья воля», оборонявшая Бриуэгу, практически перестала существовать как боеспособная единица. Стремясь спасти положение, дивизия «Литторио» атаковала на французском шоссе 2-ю испанскую бригаду и XI-ю интербригаду. Республиканцам пришлось вводить в бой резервы и танки, но после разгрома в Бриуэге, опасаясь удара с фланга, итальянцы принялирешение отвести дивизию «Литторио» назад.
19 марта отход начал весь итальянский корпус. Перешедшие в наступление вдоль французского шоссе части 2-й бригады и XI-й интербригады вели уже только преследование арьергардов противника. Республиканцы проявили военную смекалку. 2-я бригада организовала специальный моторизованный отряд: батальон пехоты на грузовиках, танковая рота и артиллерийская батарея на механической тяге. Быстро продвигаясь, этот отряд дошел до 89 километра шоссе и взял населенный пункт Гаханехос. Итальянцы на собственной шкуре почувствовали все прелести «молниеносной войны».
Окончательно сопротивление итальянцев было сломлено при помощи авиации. Лишь у 94-го километра французской автострады преследование было остановлено, так как войска сильно устали, а итальянцы успели построить оборонительный рубеж с колючей проволокой.
Таким образом, попытка перерезать путь отхода дивизии «Литторио» не удалось из-за слишком медленного выдвижения республиканских войск.