Узнав о разгроме с воздуха своей элитной резервной дивизии «Литторио», Роатта вечером 12 марта издал приказ о прекращении наступления и перегруппировке сил для нового удара.

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.

20 марта Листер решил продолжить преследование врага силами 2-й бригады по шоссе, хотя она оторвалась далеко от своих соседей слева и справа. Листер, понимая опасность обхода противником 2-й бригады, приказал усилить активность фланговых частей. Атаку предписывалось начинать после усиленной разведки (батальон пехоты и взвод танков). На французском шоссе 2-я бригада не смогла потеснить итальянцев с подготовленного оборонительного рубежа и потеряла два танка. На флангах дела шли несколько удачнее: были заняты несколько населенных пунктов и взяты пленные.

Но кошмар для итальянцев только начинался. В 12 часов 45 минут республиканская авиаразведка выявила множество колонн противника, спешно отступавших на север. Упускать такую цель было просто преступлением. В воздух поднялись 11 бомбардировщиков, 14 штурмовиков и 42 истребителя — все, чем располагали под Гвадалахарой ВВС республики. При этом была применена хитрость: одно звено штурмовиков атаковало северную голову колонны для отвлечения внимания, в то время как все остальные штурмовики обрушивались на «хвост» колонны.

В 14 часов 30 минут над головами итальянцев появились первые штурмовики, вызвавшие панику и создавшие огромную пробку на шоссе (итальянцы двигались в три ряда). Далее основное ядро штурмовиков поливало пулеметными очередями и забрасывало бомбами всю колонну — от начала до конца. Целиться не приходилось: скопившиеся на протяжении 10 километров автомашины были идеальной, почти учебной целью. Затем, согласно плану, появились истребители и бомбардировщики, которые помимо колонны атаковали местечко Альгора, до отказа забитое войсками итальянцев. Когда появилась итальянская авиация, было поздно: колонна в 1000 машин превратилась в огромный костер. В 17–00 было решено повторить атаку. Колонну нашли на том же месте, и она опять подверглась страшному разгрому. В этот раз штурмовикам и истребителям пытались помешать 26 истребителей «фиат», но они были быстро отогнаны превосходившими их И-15 и И-16, которые сбили 4 «сверчка». Одновременно эскадрилья бомбардировщиков бомбила железнодорожную станцию Сигуэнца, где было сосредоточено 15 эшелонов итальянцев. На обратном пути советские бомбардировщики были атакованы 27 истребителями «фиат», но атака была отражена огнем бортовых пулеметов, причем один истребитель был сбит.