14 января 1938 года при поддержке 490 орудий и 250 самолетов франкисты стали методично сокрушать позиции республиканцев под Теруэлем. 5-й корпус сдерживал натиск, неся огромные потери, прежде всего, от воздействия авиации противника, господствовавшей в воздухе. Так 22-я, 96-я и 11-я бригады потеряли почти половину личного состава. Соотношение сил на некоторых участках, казалось, просто подавляло любую возможность сопротивления. Например, Марокканскому корпусу армии мятежников (5 дивизий) противостояли две бригады республиканских войск.
Чтобы облегчить положение своей Теруэльской группировки, командование Народной армии организовало 26 января контрудар к северу от столицы Нижнего Арагона, чтобы перерезать шоссе Теруэль-Сарагоса, являвшееся основной артерией снабжения наступавших сил мятежников. 26 января в наступление перешла 27-я дивизия республиканцев, для поддержки которой удалось найти всего лишь 26 стволов артиллерии и 14 танков. Бойцы Народной армии сражались героически, но они ничего не могли противопоставить 160 самолетам врага, выполнявшим до 800 боевых вылетов в день. Перешедшая в наступление 28 января 46-я дивизия «Кампесино» также не смогла прорвать фронт.
Тем не менее, контрудар республиканцев заставил мятежников временно прекратить атаки Теруэля, который обороняли 8 крайне ослабленных дивизий Народной армии. Ставка Франко решила ликвидировать опасно нависавшую над флангом северную группировку республиканских войск под Теруэлем. 5 февраля 9 дивизий франкистов при поддержке 200 самолетов, 75 артиллерийских батарей и десятков танков перешли в наступление к северу от Теруэля. 7 февраля, после крайне напряженных боев, мятежники прорвали фронт. Положение пыталась спасти находившаяся в этом районе на отдыхе 27-я дивизия, которая потеряла в ожесточенных боях 40 % личного состава. 10 февраля мятежники захватили значительную территорию к северу от Теруэля (находившуюся до 15 декабря в руках республики) и вышли к реке Альфамбра.
Рохо, который еще до начала февраля планировал осуществить удар в Эстремадуре, понял, что для этого уже не хватит сил армии, обескровленной под Теруэлем.
17 февраля франкисты начали третье генеральное наступление на Теруэль силами 11 дивизий. Непосредственно город защищала 46-я дивизия (три бригады) из 20-го корпуса коммуниста Франсиско Галана. Стратегические высоты на городских окраинах и кладбище несколько раз переходили из рук в руки. 19 февраля мятежники перерезали дорогу Теруэль-Валенсия и 46-я дивизия оказалась в окружении. Стороны как бы поменялись местами: теперь Теруэль надо было деблокировать уже республиканцам.
20 февраля 1938 года стояла хорошая погода, и небо над Теруэлем потемнело от немецких и итальянских самолетов. Танковые экипажи республиканцев не успевали возвращаться из укрытий в свои машины, так как бомбежка шла не переставая. ВВС республики в силу своей малочисленности уже не могли всерьез противостоять «Кондору» и итальянцам. В этот же день Рохо приказал Модесто оставить город, но последний отказался, считая приказ преждевременным. Командир 46-й дивизии Валентин Гонсалес потерял связь с основной группировкой Народной армии. Этого честолюбивого импульсивного человека стали одолевать подозрения, что его товарищ по партии Модесто умышленно бросил дивизию на произвол судьбы, чтобы избавиться от конкурента на звание лучшего военачальника-коммуниста.
Части 46-й дивизии организовали круговую оборону, надеясь на помощь основных сил, находившихся в 6–8 километрах от города. Бомбежки и артиллерийский огонь франкистов наносили оборонявшимся чудовищные потери. В 403-м батальоне, оборонявшем городское кладбище, оставалось 56 солдат и два лейтенанта. В госпитале Теруэля не было никаких средств, кроме простыней и кипяченой воды, которая использовалась как антисептик для дезинфекции ран. 18 февраля прекратилась доставка продовольствия и боеприпасов, а на следующий день вышла из строя единственная радиостанция 46-й дивизии. 20 февраля окруженные в Теруэле республиканцы имели не более 5 патронов на винтовку. Снабжение по воздуху было не организовано республиканским командованием, которое намеревалось в самое ближайшее время деблокировать Теруэль. Не имея связи, командование 46-й дивизии приняло решение пробиваться из окружения 22 февраля, если в течение дня 21 февраля Народная армия не предпримет попытки соединиться с защитниками Теруэля. 21 февраля 5-й корпус силами четырех дивизий действительно пытался деблокировать Теруэль, но безуспешно.