במבצע נחשון פעלו פלוגות של החטיבה בכוחות המשולבים שהשתתפו במבצע (עבורו הוקמו שלושה גדודים ייעודיים מעורבים מפלוגות חי"ש ופלמ"ח שפורקו מיד לאחר המבצע). וכן פעלו כוחות החטיבה בקרבות עין השופט ומשמר העמק. עם הקמת צה"ל סופח גדוד של החטיבה (גדוד 32) לחטיבה 7 ופעל, ונכשל, במבצע בן נון א' לכיבוש לטרון. לחטיבה צורפו תחתיו מגויסי גח"ל ויחידות אצ"ל שפעלו תחת פיקודו באזור ראש העין וקאקון. בהפוגה הראשונה נשבעו חיילי החטיבה אמונים לצה"ל.
מפקד החטיבה הראשון היה דן אבן והיא מנתה עם הקמת המדינה 3,588 חיילים ומפקדים. עם הקמת צה"ל קלטה החטיבה גדוד אנשי אצ"ל (גדוד 37) והפכה לחטיבה 3.
החטיבה מנתה עם הקמתה בדצמבר 1947 שלושה גדודים:
במאי 1948 הפסיק סגל מחנה האימונים של אלכסנדרוני להכשיר טירונים ומ"כים והפך לגדוד סיוע חטיבתי (שכלל פלוגת סיור, פלוגת ג'יפים ופלוגת משוריינים) כגדוד 34.
קרייתי.
החטיבה הוקמה בתל אביב בפברואר 1948, לאחר שחטיבת גבעתי הוצאה מהעיר לאזור הדרום. החטיבה כללה שלושה גדודי חי"ר, בוגרי גדנ"ע חילוניים ודתיים וגדוד חי"ם. גבול החטיבה היה המרחב העירוני של העיר תל אביב מנחל הירקון בצפון ועד בת ים בדרום ועד יאזור במזרח. בתחומי החטיבה היה קו הגבול העירוני הפתלתל בין תל אביב ליפו והכפרים סלמה (כפר שלם) ואבו כביר. החטיבה איבטחה את הדרכים מחולון ומקוה ישראל אל העיר ואת ראשית הדרך לירושלים דרך הכפרים העוינים יאזור ובית דג'אן (בית דגן). בצפון גיזרתה שמרו כוחות החטיבה על שדה דב.
בשיתוף עם כוחות אלכסנדרוני, גבעתי, פלמ"ח ואצ"ל פעלה החטיבה במבצע חמץ לכיבוש יפו. ההיכרות הקרובה של החיילים עם האזור, כתושביו, סייעה רבות להצלחת המבצע. ב-13 במאי 1948 קיבל לידיו מפקד החטיבה, מיכאל בן-גל, את כתב הכניעה של ערביי יפו. על אף שיתוף הפעולה עם יחידת האצ"ל בתל אביב והלחימה שכם אל שכם בעת מבצע חמץ, תפקידה הבא של החטיבה היה לאבטח את חוף תל אביב בעת העימות עם אוניית הנשק של האצ"ל, אלטלנה. רבים מחיילי החטיבה סירבו פקודה, בעקבות כך המשימה הועברה לפלמ"ח. בהפוגה הראשונה הושבעו חיילי החטיבה לצה"ל ובהמשך פעלו במבצע דני וכבשו את הכפר הערבי סלביט (עליו הוקם קיבוץ שעלבים).
מספר חיילי החטיבה ערב הקמת המדינה היה 2,504, עם הקמת צה"ל הפכה קרייתי לחטיבה 4.
חטיבת קרייתי הורכבה מהגדודי חי"ש תל אביב:
גבעתי.
גבעתי הייתה חטיבת חי"ש מובחרת שהוקמה בתל אביב, על בסיס חי"ש פרברים (נוער עובד) ופלוגות ה"נחשונים" (משוחררי הצבא הבריטי). היא נקראה על שם הכינוי המחתרתי של מפקדה הראשון שמעון קוך אבידן. בפברואר 1948 הוצאה החטיבה מתל אביב, כאשר את מקומה תפסו גדודי חטיבת קרייתי. החטיבה הועברה לדרום, 200 מחייליה הועברו לחטיבת הנגב שהורכבה ברובה מחברי פלמ"ח ו-200 חיילים הועברו לירושלים על מנת לחזק את חטיבת עציוני. עוד בהיותה בתל אביב השתתפה החטיבה בפעולת תגמול כנגד הכפר סלמה, לאחר שיצאה ממנו התקפה על שכונת התקווה. כמו כן השתתפה החטיבה במבצע חמץ לכיבוש יפו והכפרים והשכונות הערביים שמדרום לתל אביב. משימתה הבאה של החטיבה הייתה הדרך לירושלים.
מפקד החטיבה, שמעון אבידן, מונה במקביל גם למפקד מבצע נחשון. לקראת המבצע פשט כוח של גדוד 52 מהחטיבה על מפקדת חסן סלאמה, מראשי הכנופיות הערביות באזור רמלה. הכוח השמיד את המפקדה, ששכנה ליד באר יעקב, גרם לאויב אבדות קשות ושיבש, לפחות זמנית, את פעילות חסימת הדרך באזור לוד ורמלה. בהמשך, כחלק מתוכנית ד', פעלו כוחות גבעתי במבצע ברק לכיבוש הכפרים הערביים במרחב גדרה - תל נוף - צריפין - באר טוביה ובכך נוצר רצף טריטוריאלי בין דרום יהודה למבואות הנגב. בראשית מאי השתתפה החטיבה במבצע מכבי לפריצת הדרך לירושלים, יחד עם פלמ"ח-הראל. לאחר פלישת צבאות ערב התמודדה החטיבה עם הצבא המצרי בקרב על ניצנים בקרב נגבה ועוד. החטיבה המשיכה בקרבות הנגב יחד עם חטיבות הפלמ"ח הנגב ויפתח במבצע גי"ס שהביס לבסוף, במחיר דמים כבד, את המצרים וחיבר את הנגב למדינת ישראל הצעירה. בנובמבר 1948 צורפו לחטיבה כוחות אצ"ל בפיקודו של איתן לבני והיא הועברה לרמת הכובש להתמודדות מול הכוחות העיראקיים.
ערב קום המדינה מנתה החטיבה 3,229 חיילים ומפקדים. עם הקמת צה"ל הפכה גבעתי לחטיבה 5.
חטיבת גבעתי הורכבה בהדרגה מגדודי חי"ש תל אביב והיישובים והמושבות שמדרומה:
עציוני.
במרחב העיר ירושלים, פעלה חטיבת עציוני. מפקד החטיבה הראשון היה ישראל עמיר אך הוא הוחלף עד מהרה (בסוף ינואר 1948) על ידי דוד שאלתיאל.
פלוגות חי"ם של החטיבה הגנו ביישובים הסמוכים לירושלים: נוה יעקב ועטרות מצפון, מפעלי האשלג (בקלי"ה ובסדום) ובית הערבה ליד ים המלח והמושבה הר-טוב ממערב. כל מתיישבי גוש עציון היו למעשה אנשי חי"ש ומחלקות חי"ש נוספות תגברו את היישובים. בשל המחסור בלוחמים גויסו לחי"ש ירושלים גם נערים ונערות בוגרי גדנ"ע בני 17 ומעלה. נוסף להם, צורפה לחטיבה, ביזמת יהושע אריאלי, פלוגת יהונתן, שהייתה פלוגת גדנ"ע והורכבה מנערים בני 16–17 ומפקדיהם. הפלוגה סייעה בלחימה בגזרות הר ציון והרובע היהודי והשכונות ארנונה ותלפיות. כמו כן סייעו לוחמי הגדנ"ע לאצ"ל בכיבוש מלחה ועין כרם.
בשל בעיות הגיוס לחי"ש בירושלים תוגברה החטיבה בכוחות מתל אביב. גם "פלוגת הסטודנטים" שנבנתה על סמך מחלקות הסטודנטים באוניברסיטה העברית הייתה מורכבת רק בחציה מירושלמים. כך אבד לעציוני היתרון שהיה לרוב חטיבות החי"ש והוא הזיקה של החיילים למרחב וכן ההיכרות הבלתי אמצעית וההתמצאות באזור השירות.
בראשית המלחמה הדפו כוחות חי"ש התקפות על שכונות דרום העיר ארנונה, תלפיות, מקור חיים, חוות הלימוד ורמת רחל וכן עסקו בליווי שיירות אספקה מהשפלה לעיר, שיירות אספקה לגוש עציון ושיירות להר הצופים, שנותר כמובלעת מנותקת מהעיר. כתוצאה מכך סבלו אבדות קשות בשורה של התקפות על שיירות, כגון מחלקת הל"ה, שיירת עטרות, שיירת נבי דניאל ושיירת הדסה. כוחות עציוני (מגדוד מוריה) השתתפו בקרבות מבצע נחשון בקרב הקסטל וכן במבצעי הראל, מכבי, קלשון ויבוסי.
החטיבה החלשה יחסית התמודדה עם הצבא הערבי הסדיר החזק ביותר - הלגיון הערבי הירדני שהיה בפיקוד בריטי. לפיכך סבלה החטיבה מפלות רבות: גוש עציון נפל ב-14 במאי 1948, בכפר עציון נהרגו רבים מלוחמי החי"ש של הגוש. בית הערבה, הר-טוב, עטרות ונוה יעקב נפלו למחרת. בליל 18 ו-19 במאי הצליח הפלמ"ח לפרוץ לרובע היהודי ומחלקת חי"ש בת 80 לוחמים נכנסה אליו לתגבר את מגיניו, אולם גם כך לא יכול היה הרובע לעמוד מול התקפות הלגיון וב-28 במאי נכנע הרובע ומגיניו הלכו בשבי. ביולי 1948 נכשל מבצע קדם, הניסיון האחרון במלחמת העצמאות לכבוש את העיר העתיקה. רבים, בהם מושלה הצבאי של ירושלים באותה תקופה, דב יוסף, האשימו את מפקד חטיבת עציוני, דוד שאלתיאל, באחריות אישית לכשלונות. ביולי 1948 עם השבעת החטיבה לצה"ל, החליף משה דיין את שאלתיאל, שהודח, למעשה. עם זאת באמצע אוקטובר 1948 נכשל גם מבצע יקב שנועד לכבוש את רכס בית ג'אלא ולאיים על הדרך לחברון.
ערב קום המדינה מנתה החטיבה 3,166 חיילים ומפקדים. עם הקמת צה"ל הפכה עציוני לחטיבה 6.
חטיבת עציוני הורכבה בהדרגה מגדוד "מוריה" ומגיוסים ותגבורות שעיבו אותה:
הערכת תפקוד החי"ש במלחמת העצמאות.
התמונה המקובלת היא שהחי"ש ביצע במלחמה את "העבודה האפורה". מימרה נפוצה הייתה: "פלמ"ח כובש, חי"ש נשאר לחפות." ואכן, במבצעים משולבים רבים הפלמ"ח היה בדרך כלל הכוח הכובש, הפורץ ראשון וכוחות החי"ש הגיעו כאשר האויב הוכנע והופקדו על המשימה האפורה של החזקת הנקודה. דברי הסיום לתיאור קרב מנזר סן סימון הם אופייניים. לאחר תיאור דרמטי ומפורט של הקרב באים משפטי הסיום:
חבר חי"ש שהגיע להחליף את כוחות האצ"ל ברמת רחל מתאר מנקודת מבטו את רגע החלפת המשמרות:
מאידך היו לחי"ש פעולות עצמאיות והצלחות שהשיג באופן בלעדי כמעט. ההצלחות הגדולות של חטיבות החי"ש היו במרחב הערים תל אביב (בעיקר במבצע חמץ) וחיפה (בקרב על חיפה) וזאת הודות להיכרות העמוקה של חיילי החי"ש עם סביבתם ותודעתם שהם מגינים על ביתם ובני משפחתם הסמוכים. כמו כן הצטיינה במלחמת העצמאות חטיבת גבעתי שהורכבה מגדוד הפרברים של חי"ש תל אביב ומשוחררי הצבא הבריטי. אולם הצטיינות זו היא יוצא מן הכלל המעיד על הכלל, חיילי גבעתי היו בעלי ניסיון ורמת אימון גבוהים יותר משאר חטיבות החי"ש.
עם זאת, שמו של החי"ש נקשר גם בכשלונות מרים כגון תבוסת חטיבות אלכסנדרוני וגבעתי בכיבוש לטרון במבצעי בן נון א' ו-ב' ובעיקר הכשלונות בירושלים. זאת, בעוד פעולות גבורה בהן היה לכוחות החי"ש תפקיד מפתח כעמידה בגוש עציון, מחלקת הל"ה ושיירת יחיעם נשכחו או יוחסו לפלמ"ח.
בראשית המלחמה סבלו חיילי הגדודים מיחס מזלזל של אנשי הפלמ"ח ומחוסר הילה. תוך כדי הקרבות צברו מיומנות ואבדות כבדות חישלו את היחידות ויצרו בקרבן רעות ואחוות לוחמים. בסערת המלחמה הורכבו כוחות משולבים שלמדו לפעול יחדיו, דבר שהיה אחד מן המפתחות לניצחון. ההיסטוריון הצבאי ישראל בר מציין את רמת שיתוף הפעולה הגבוהה בין יחידות החי"ש לפלמ"ח ושאר הכוחות שגויסו לצה"ל ותולה אותה ברמה הגבוהה של ההכשרה הצבאית של המפקדים.
לסיכום ניתן לומר שהחי"ש, כפול בגדלו מגודל הפלמ"ח בתש"ח, היה הבסיס האפור שאיפשר לפלמ"ח להתמקד בכיבוש ובמבצעים נועזים. החי"ש מילא את תפקידו, התחשל תוך כדי לחימה וברוב הגזרות, בעיקר באלו שהיו במרחב הפעילות הטבעי של החטיבות, ביצע היטב את המשימה שהוטלה עליו.
החי"ש מול הפלמ"ח.