En la ofensiva del ejército republicano sobre Teruel la 11.ª luchó junto a la 25.ª División de García Vivancos en la llamada columna «Norte», divisiones que a su vez estaban encuadradas en el XXII Cuerpo de Ejército), al mando del teniente coronel Juan Ibarrola. Como en otras ofensivas, la actividad de la 11.ª División fue destacada ya que recibió la misión de romper el frente e ir a la vanguardia del ataque; así pues, el 15 de diciembre rompió las líneas al norte de la ciudad mientras caía una fuerte nevada. Al atardecer, la ciudad estaba rodeada por los republicanos y Líster se dirigió hacia la elevación conocida como «La Muela», estratégica posición para asegurar el dominio de la ciudad. La unidad de Líster llevó gran parte de los combates durante la defensa de la plaza de Teruel ya después de conquistada por los republicanos, quedando muy desgastada como otras unidades republicanas que participaron en la batalla. Cuando la defensa de la ciudad fue virtualmente imposible, Líster recibió órdenes de retirar a sus tropas; esto le valió las críticas de «El Campesino», que quedó cercado con la 46.ª División en la ciudad aunque tanto Líster como «Modesto», jefe del V Cuerpo de Ejército, acusaron a su vez al «Campesino» de que había huido de Teruel dejando abandonados a sus hombres.