בתחילת מרץ 2008 הובילה החטיבה (יחד עם חטיבה 188 וכוחות נוספים) את מבצע "חורף חם" במחנה הפליטים ג'באליה ובשכונת סג'עיה. שניים מלוחמי החטיבה (סמ"ר דורון אסולין מגדוד הסיור וסמ"ר ערן דן-גור מגדוד שקד) נהרגו בפעילות זו, שבה נהרגו יותר מ-120 פלסטינים.
במבצע עופרת יצוקה (סוף 2008-ינואר 2009) פעלה החטיבה בשכונותיה הדרומיות של עזה, זייתון ותל אל-הווא.
מבצע צוק איתן.
במבצע צוק איתן לחמה החטיבה בדרום רצועת עזה תחת פיקודו של אלוף-משנה עופר וינטר. במהלך המבצע פגעה החטיבה במחבלים רבים והשמידה מנהרות לחימה ותשתיות אשר שימשו את ארגון החמאס. החטיבה זכתה להערכה רבה על לחימתה: יחידת רימון קיבלה את צל"ש אלוף פיקוד הדרום, לוחם סיירת גבעתי קיבל את עיטור המופת, ותשעה מלוחמי החטיבה קיבלו צל"ש על לחימתם. חמישה מלוחמי החטיבה נהרגו בקרבות.
צק"ח גבעתי.
יממה לאחר שנמצאו גופות שלושת הנערים, ב-1 ביולי הוקם צוות קרב חטיבתי המבוסס על חטיבת גבעתי. הצק"ח כלל את גדוד צבר, גדס"ר גבעתי ויחידת רימון, גדוד 101 מחטיבת הצנחנים, גדוד 52 מחטיבה 401 וגדוד 603 מחיל ההנדסה הקרבית. התוכנית האופרטיבית של הצק"ח כללה איגוף שקט של כוחות החמאס ותקיפתם מהעורף.
לאחר שבבוקר ה-17 ביולי ניסתה חוליית מחבלים לחדור לישראל באזור קיבוץ סופה, החל שלב התמרון הקרקעי. בלילה שבין ה-17 ל-18 ביולי פשטו יחידת רימון וגדוד צבר על שדה התעופה בדהניה, ועד הבוקר כותר המתחם על ידי גדוד צבר וטוהר על ידי יחידת רימון. במקביל, תקפו כוחות גדוד 101 וגדוד 52, בסיוע פלוגה מגדוד 603, את שכונת מעמר שבפרברי רפיח. ארגון החמאס הקים בשכונה מתחם מבוצר וניהל אש צלפים ומרגמות כנגד הכוח המתקדם לעבר השכונה. במהלך הלילה הצליח הכוח להתקדם פחות מ-3 קילומטר אל תוך רצועת עזה, בתנועה שארכה כ-8 שעות.
ב-18 ביולי החלו לוחמי מגדוד 603 ומיחידת רימון לאתר את פירי המנהרות במתחם שדה התעופה בדהניה. עד הצהריים אותרו במרחב שלושה פירי מנהרות. במהלך היום העמיק גדוד צבר את אחיזתו בפאתי רפיח. במקביל, ניסה החמאס לפגוע בכוחות גדוד צבר, בין השאר באמצעות חמור תופת ואופנוע תופת. גדוד 603 איתר במהלך היום ארבעה פירי מנהרות ופעל לנטרול כל פירי המנהרות שנמצאו. גדוד 101 איתר במהלך היום 5 פירי מנהרות, והמשיך להתקדם אל תוך שכונת מעמר בשני מאמצים: פלוגת החרמ"ש של גדוד 52 מדרום ופלוגת החוד של גדוד פתן מצפון, יחד עם הפלוגה המסייעת.
ב-19 ביולי נשלח גדוד הסיור החטיבתי לאתר ולהשמיד מנהרת תקיפה נוספת באזור רפיח. הגדס"ר לא נתקל בכוחות אויב ולא איתר את פיר המנהרה, ולאחר יממה שונתה משימת הגדס"ר והוא יצא מהמרחב. גדוד 52 נערך ממגנן, אך מחבל שיצא מפיר מנהרה הצליח לירות פגז RPG על אחד הטנקים, פצע את קצין המבצעים של הגדוד והשבית את טנק המג"ד. גדוד 101 ספג את ההרוג הראשון שלו, כאשר בשעות הערב נשלחה מחלקת התצפית של הפלוגה המסייעת להתמקם במבנה שולט. בדרכם למבנה זיהה מפקד הכוח סככת פח חשודה, ולאחר שהסככה נסרקה נפתחה אש מתוכה, ממנה נהרג סמל .
ב-20 ביולי נמשכה הלחימה, כאשר לוחמי גדוד 101 זיהו שני פירי מנהרות נוספים. במקביל, פעלו לוחמי גדוד 603 להשמדת פירי המנהרות שזוהו. במהלך פעולתם, זיהו לוחמי הגדוד חוליית מחבלים מתקרבת לעברם, והקפיצו מסוק קרב שהשמיד את החוליה.
יחידות חטיבת גבעתי.
גדוד שקד (424).
גדוד שקד (424), הוקם מחדש בשנת 1978, והיה גדוד עצמאי בפיקוד דרום. הוקם מגדוד חרמ"ש 519, עורב שריון ו-2 פלוגות נח"ל מתחלפות שהיו מגיעות אליו. בשנת 1983 היה לגדוד הראשון של חטיבת גבעתי וממשיך דרכה של סיירת שקד. הגדוד מורכב מחמש פלוגות: פלוגת סיוע מנהלתי, פלוגת מסלול, רובאית (פלוגת החוד), מסייעת ומבצעית.
סמל הגדוד הוא כנפיים, המסמלות את סיירת שקד, ארץ ישראל, המסמלת את הגנת הגדוד על ארץ ישראל במשימותיו השונות, וחרב, המסמלת גדוד חי"ר לוחם ומובחר. הגדוד נלחם בלבנון שנים רבות אך את עיקר תהילתו קצר ברצועת עזה, שם הוצב ברציפות מאפריל 2001 ועד ביצוע תוכנית ההתנתקות.
בשנת 2018 היה לגדוד הראשון בחטיבה הקולט את הנמ"ר.
גדוד צבר (432).
גדוד צבר (432) הוקם בשנת 1983. מאז פרוץ האינתיפאדה השנייה נמצא הגדוד בלחימה מתמדת בגזרת עזה.
סמל הגדוד הוא צבר, על שם שיחי הצבר בהם השתמשו התושבים הערביים בארץ ישראל לסימון גבולות חלקות האדמה שעיבדו כשם ש"גבעתי" יגן על הגבולות, וכן רמז למושג "צבר" - ישראלי יליד הארץ. הגדוד מורכב מחמש פלוגות: פלוגת סיוע מנהלתי, רובאית א' (פלוגת החוד), רובאית ב', מבצעית ומסייעת.
הגדוד זכה לתעודת הערכה על פעילותו ההתקפית במבצע צוק איתן ולתעודת הערכה נוספת על פעילותו המבצעית בגזרת חברון במהלך "אינתיפאדת הסכינים".
בדצמבר 2014 הדיח הרמטכ"ל את מפקד הגדוד לירן חג'בי לאחר שנחשד בהטרדה מינית ושיבוש הליכי חקירה.
גדוד רותם (435).
גדוד רותם (435), הוא הגדוד הצעיר מבין שלושת הגדודים של החטיבה. הגדוד הוקם בשנת 1984, בעוד השאר הוקמו קודם לכן. הגדוד מורכב מחמש פלוגות: מסייעת, מבצעית, רובאית (פלוגת חוד), פלוגת תומר, ופלוגת המפקדה (פלס"ם). סמל הגדוד הוא רותם, על שם שיח הרותם שגדל במדבר ונאחז בחוזקה באדמת ארץ ישראל בשורשיו העמוקים.
גדוד רותם היה הגדוד היחיד בחטיבה שנכנס לעומק לבנון במלחמת לבנון השנייה. בשנת 2017 זכה במקום הראשון באליפות צה"ל בצליפה, הן בבית גדודי החי"ר והן בסיכום הכולל.
גדס"ר גבעתי (שועלי שמשון).
גדוד הסיור (846) של חטיבת גבעתי (כונה גם גדס"ר גבעתי), נקרא על שם סיירת שועלי שמשון שפעלה במלחמת העצמאות. הגדוד הוקם בשנת 2001, והיה לגדוד הסיור החטיבתי הראשון, שבו אוחדו ארבע הפלוגות החטיבתיות הייעודיות לגדוד אחד, במסגרת ארגון מחדש של חטיבות החי"ר. התקיים במתכונת זו עד שנת 2019, אז שונה שמו לסיירת גבעתי. פלוגות הגדוד היו:
סיירת גבעתי.
בשנת 2019, ביצע צה"ל שינוי דרסטי בגדוד הסיור של החטיבה ובפלוגותיו. שם הגדוד שונה מ"גדס"ר גבעתי" ל"סיירת גבעתי" וכעת הוא מוגדר כסיירת. הפלוגות הייעודיות מגדוד הסיור הוסבו ל-4 פלגות המתמחות בפשיטה, סיור, חבלה, לוחמה בשטח בנוי, לחימה בתוואי תת-קרקע, צלפים והפעלת טילים נגד טנקים.
מפקדי סיירת גבעתי.
הגדוד עוטר בשנת 2005 בעיטור המופת על רצף פעילויות מוצלחות ברצועת עזה.
פלס"ר גבעתי.
פלס"ר (פלוגת הסיור) גבעתי הוקמה בשנת 1983, וחדלה לתפקד כיחידה עצמאית בחטיבה, לאחר ארגון מחדש של חטיבות החי"ר ויצירת גדוד סיור חטיבתי בשנת 2001. בסיס היחידה היה מחנה 'עמוס ירקוני' או בשמו העממי 'משמר הנגב' על שם הקיבוץ הסמוך. מסלול האימונים ארך כשנה ושמונה חודשים והוא כלל בין השאר אימוני חי"ר מתקדמים, לוחמה בטרור, ניווטים וסיור. בנוסף לכך צורף לפלוגה צוות הצלפים של היחידה המכונה "נץ". בוגרי היחידה במילואים מאיישים את פלוגת התצפית של חטיבת גבעתי, פלוגת הסיור של חטיבת ביסלמ"ח, חטיבת בה"ד 1 וחטיבת הנגב. הפלס"ר התקיים במתכונת זו עד שנת 2019.
פלחה"ן גבעתי.
הפלחה"ן (פלוגת החבלה וההנדסה) הוקמה בשנת 1984 כחלק מהקמת חטיבת גבעתי המחודשת, ייעוד פלוגת ההנדסה החטיבתית היה לפרוץ את הדרך לכוחות הלוחמים ולהובילם לעבר היעד, מאז הקמתה השתתפה הפלוגה במארבים ובמבצעים מיוחדים רבים במסגרת פעילות הבט"ש, בגזרת גבול לבנון, רצועת עזה, ואזור יהודה ושומרון.
חיילי הפלוגה זכו לצל"ש מפקד פיקוד הדרום, על פעילותם המצטיינת בצומת נצרים בספטמבר 2000 בפרוץ האינתיפאדה השנייה.
בשנת 2001 הפלוגה שולבה במסגרת גדס"ר גבעתי שהוקם אז, והתקיימה במתכונת זו עד שנת 2019.
פלנ"ט גבעתי.
הפלנ"ט (פלוגת נ"ט) הייתה פלוגה נגד טנקים (נ"ט) המכונה "עורב" (על שם הטיל שבעבר השתמשו בו). ייעודה של הפלוגה היה לפגוע בשריון אויב, בחי"ר ובמטרות איכות, ולהוות כוח חי"ר איכותי. בנוסף תפקיד הפלוגה היה להכניס את החטיבה ללחימה בעזרת יכולות האש והתצפית המגוונות שלה, דבר שבעבר עשתה פלוגת הסיור. מאז הקמתה השתתפה הפלוגה במארבים ובמבצעים מיוחדים רבים, בפעילות הבט"ש, בגזרת גבול לבנון, רצועת עזה, ואזור יהודה ושומרון, וזכתה פעמים רבות בפלוגה המצטיינת של החטיבה. הפלוגה התקיימה במתכונת זו עד שנת 2019.
פלוגת תומר.
מחזור הגיוס הראשון של הפלוגה, המיועדת לציבור החרדי, היה באוגוסט 2014, ביוזמתו ובעידודו של מפקד החטיבה, עופר וינטר. בתחילה הכוונה הייתה להקים גדוד נפרד (ולכן נקרא בהתחלה בשם "גדוד תומר") אך משיקולים שונים הוחלט לבסוף להקים פלוגה ולא גדוד. הפלוגה מתייחדת בכך שהיא מאפשרת אווירה חרדית לחלוטין, ומקבלת לתוכה בוגרי מוסדות חרדיים בלבד, ובתנאי שהם מקיימים אורח חיים דתי, בניגוד לגדוד נצח יהודה שמקבל אליו גם דתיים-לאומיים. ההכשרה כולה מתבצעת בבסיס הר קרן במתחם פלוגתי נפרד. מפקדי וקציני הפלוגה - דתיים. בנוסף, במהלך פרק ההכשרה, נוסף על זמני התפילות אותם מקבל כל חייל דתי, ישנה שעה של לימוד תורה בה רב מארגון שח"ר מעביר שיעור לחיילים.
פלוגת תומר נוספה כפלוגה חמישית לגדוד רותם, בהמשך פלוגת תומר הפכה לפלוגה המבצעית בגדוד, ובכך הגדוד חזר לתצורה רגילה של ארבע פלוגות (פלוגת חוד, מבצעית (תומר), מסייעת ומסלול). הפלוגה החלה בפעילות מבצעית במרץ 2015 בגבול הצפון, והמשיכה לתעסוקות מבצעיות מוצלחות בכל הגזרות.
לפלוגת תומר מתגייסים חיילים בכל מחזורי הגיוס בחי"ר, ובשל כך מדובר בפלוגה הסדירה הגדולה ביותר בחטיבה - בשל היותה מוזנת שלוש פעמים בשנה ולא פעמיים כשאר הפלוגות.
עקב ההצלחה של הפלוגה נפתחה פלוגת דומה בגדוד 202 בחטיבת הצנחנים, פלוגת ח"ץ. פלוגות אלו מלוות רוחנית על ידי ארגון שח"ר.