במלחמת סיני, החטיבה בפיקוד אל"ם יוסף הרפז, כללה 3 גדודי חי"ר - גדוד 42 בפיקוד רס"ן יצחק טמיר, גדוד 43 בפיקוד רס"ן אוריאל אליצור, וגדוד 127 בפיקוד רס"ן נחמן ניר, פלס"ר חטיבתית בפיקוד סרן צבי בן צור, גמ"כ (גדוד מרגמות כבדות) 341 בפיקוד רס"ן מ. גרנות, וגונדת נ"ט 841. החטיבה פעלה תחת פיקוד אוגדה 38 בפיקוד אל"ם יהודה ואלך, ולחמה בגזרה המרכזית של חצי האי סיני. גדוד מהחטיבה אבטח את אזור נח'ל לאחר כיבושו.