En mayo se preparó para intervenir en la llamada Ofensiva de Segovia, un ataque de distracción que pretendía tomar la capital segoviana y reducir la presión franquista sobre Bilbao. El comandante de artillería Francisco Gil Díaz-Pallarés asumió el mando para ejecutar la operación, mientras que la brigada se integró en la 34.ª División y se la reforzó con una compañía de carros de combate. Aunque situada inicialmente como reserva, poco después del comienzo de la operación fue enviada a primera línea de combate. El 1 de junio la brigada atacó las posiciones enemigas entre Cabeza Grande y Matabueyes, logrando infiltrarse en la retaguardia enemiga. Logró ocupar las posiciones de Matabueyes, La Casona y La Casa de Santillana, aunque fracasó en el asalto de Cabeza Grande. La brigada también stuvo cerca de conquistar la población de La Granja de San Ildefonso y el cercano Palacio Real, lo que habría dejado el camino expédito hacia Segovia. Sin embargo, la intervención de los regulares marroquíes frustró la operación. Para el 4 de junio la brigada se había retirado a Navacerrada, y al día siguiente ya se encontraba en Madrid.