En julio la "Garibaldi" marchó al Frente de Madrid nuevamente para intervenir en la Ofensiva de Brunete integrada en la 45.ª División Internacional del General Kléber. Aunque la toma de Villanueva del Pardillo auguraba un buen desarrollo, los repetidos intentos de ocupar Villafranca del Castillo acabaron con el repliegue de los 3 batallones italo-españoles, sustitutos del "Dabrowski" y el "André Marty". En agosto y septiembre su partición en la Ofensiva de Zaragoza motivó una importante reorganización de la unidad. En febrero de 1938 realizó un ataque nocturno en la zona de Zalamea y Sierra Quemada, en Extremadura, llegando hasta las cumbres pero debiendo finalmente retroceder. La brigada atravesaba su peor momento, saldado con 1134 bajas, y la jefatura pasó a manos del Mayor de milicias español Eloy Pardinas Quero. El 10 de marzo pasó al Frente de Aragón para intentar frenar la reciente Ofensiva franquista pero tuvo también un elevado número de pérdidas. El 2 de abril el comandante, Eloy Pardinas, y el comisario de la brigada, Quinto Battistatta (alias "Raimondo"), fueron capturados y fusilados por el "Corpo Truppe Volontaire" en Gandesa. La brigada quedó aislada en Cataluña de la zona centro republicana pero pudo aprovechar este importante revés para reorganizarse bajo el mando del italiano Alessandro Vaia (alias "Martino Martini").