El día 8 de marzo comenzó el ataque y en la noche del 9 al 10 de marzo la 3.ª División italiana tomaba Brihuega y el día 11 Trijueque encontrando una fuerte resistencia de las fuerzas republicanas, entre las que se encontraban la XI y la XII Brigadas Internacionales (de las que formaba parte el batallón Garibaldi integrado por italianos antifascistas), apoyadas por las unidades de tanques soviéticos y por la aviación, y ayudadas por el mal tiempo (los suelos embarrados por la lluvia dificultaba el avance de los vehículos e impedía el despegue de los aviones de los campos encharcados, mientras que los aviones republicanos sí disponían de campos de aviación utilizables). El 12 de marzo las tropas republicanas lanzaron una contraofensiva que hizo huir desmoralizada a la 3.ª División italiana y permitió recuperar en los días siguientes Trijueque y Brihuega, apoderándose de material abandonado por los italianos. El día 19 de marzo las fuerzas republicanas detuvieron su avance y organizaron líneas de defensa. El 23 de marzo terminó la batalla de Guadalajara que la prensa internacional liberal y de izquierdas llamó la «primera victoria contra el fascismo», destacando el hecho de que muchos «legionari» del CTV habían sido capturados por los «garibaldini» de las Brigadas Internacionales.