El 13 de setembre la 140a BM va ser enviada com a reforç al front de l'Ebre, com a reforç a les forces republicanes d'aquest sector. El dia 19 va rellevar a la 227a Brigada Mixta en la zona al nord-oest de Pobla de Massaluca, posició en la qual va romandre fins al 6 d'octubre —quan va ser substituïda per la XIII Brigada Internacional—; a diferència d'altres unitats republicanes, en aquest període la 140a BM no va participar en durs combats. Tres dies després, el 9 d'octubre, va haver de tornar al capdavant de batalla en la zona de la Venda de Camposines. El dia 15 va haver de resistir un forta envestida enemiga, si bé va mantenir les seves posicions a costa d'algunes baixes —destacant la mort del cap del 560è batalló, el major Vicente Sagarduy—. El 8 de novembre, durant l'última contraofensiva franquista, la 140a BM va sofrir el cèrcol de la seva companyia de metralladores i d'una companyia del 559è batalló, que es va traduir en greus baixes. Tres dies després, a causa de la retirada de la 226a Brigada Mixta, va sofrir un nou cèrcol enemic que va provocar abundants pèrdues a la unitat; greument infringida, el dia 13 va creuar l'Ebre per la zona de Flix.