Al juliol, de cara a la ofensiva de Brunete, va ser assignada a la 34a Divisió del XVIII Cos d'Exèrcit. La 68a BM va tenir una destacada actuació durant els combats. El 9 de juliol va enviar a dos dels seus batallons per a donar suport a la 15a Divisió, que es trobava en una posició difícil. L'endemà la 68a BM va ocupar la cota 660 que dominava Villafranca del Castillo i, l'11 de juliol, va llançar un atac contra el vèrtex «Romanillos», sense èxit. Una bandera de la Falange sevillana va resistir a Villanueva de la Cañada els atacs de la 68a BM i la 16a BM, si bé aquesta localitat acabaria sent conquistada. El 19 de juliol una atac franquista va obligar a la 68a BM a intervenir ràpidament per a intentar contenir la pressió enemiga; l'endemà va llançar un contraatac per a intentar frenar la contraofensiva franquista, sense èxit. El dia 26 la brigada va ser retirada del front.