Al novembre de 1936 va participar en l'ofensiva de Villarreal. Al febrer i març de 1937 Marcelino Bilbao va lluitar amb el batalló Isaac Puente en la conquesta d'Oviedo, integrat en la 1a Brigada de les Brigades Expedicionàries Basques. Davant l'ofensiva del general Mola va participar en la retirada dels fronts guipuscoans, va ser testimoni directe del bombardeig de Guernica i va lluitar en la batalla de Sollube. Després de la caiguda del Cinturó de Ferro de Bilbao va passar a Santander i d'allí a Astúries, participant en la batalla del Mazuco. En aquesta batalla tot el batalló va ser condecorat amb la "Medalla de la Llibertat" (màxima distinció de la II República Espanyola) concedit per Belarmino Tomás, president del Consell Sobirà d'Astúries i Lleó, al comandant del batalló, Antonio Teresa de Miguel.