Im November 1941 kämpfte die Division "Trieste" zusammen mit deutschen Verbänden bei Tobruk, insbesondere bei El Duda. Im Mai 1942 spielte die "Trieste" in der Schlacht von Gazala bei der Entsetzung isolierter Verbände eine bedeutende Rolle. Zu schweren Kämpfen mit feindlichen Panzerverbänden kam es bei Bir Belafarit und danach bei Got el Ualeb. Vom 8. bis zum 11. Juni nahm sie an der Schlacht von Bir Hakeim teil. Nach weiteren Kämpfen südöstlich von Tobruk rückte sie mit anderen deutschen und italienischen Verbänden über Sidi Ornar und Marsa Matruh bis nach El Alamein vor. Zusammen mit der Division "Trento" kämpfte die Division "Trieste" im Juli 1942 in der Ersten Schlacht von El Alamein, in der sich Einheiten beider Divisionen auf den Höhen von Miteiriya und Ruweisat auszeichneten. Die beiden Regimentskommandeure Gherardo Vaiarini (65. InfRgt) und Umberto Zanetti (66. InfRgt) fielen in dieser Schlacht. Die Division nahm an der folgenden Schlacht von Alam Halfa teil, insbesondere an den Gegenangriffen bei Deir el Munassib, wo feindliche Verbände auf ihre Ausgangsstellungen zurückgeworfen wurden. In der Zweiten Schlacht von El Alamein blieb die Division ab dem 23. Oktober 1942 im Norden zunächst in Reserve und wurde erst ab dem 26. Oktober bei El Daba eingesetzt. In den frühen Morgenstunden des 2. November begannen die Briten mit ihrem Großangriff auf Tel el Aqqaqir "(Operation Supercharge)", bei dem das 65. Infanterieregiment, ein Panzerbataillon und fast die gesamte Artillerie der Division "Trieste" aufgerieben wurden. Am 4. November setzte sich das 66. Infanterieregiment mit den Resten der Division nach Fuka ab und deckte im weiteren Verlauf den Rückzug bis zur Mareth-Linie in Tunesien. Dort wurden die beiden Infanterieregimenter, das 21. Artillerieregiment und einige Divisionstruppen neu formiert, vorwiegend mit Überlebenden anderer Verbände.