En abril de 1938, a propuesta de Vicente Rojo, fue nombrado comandante del XV Cuerpo de Ejército, bajo las órdenes de Juan Modesto —a su vez, comandante del Ejército del Ebro—. Con ello, Tagüeña pasó a responsabilizarse con solo 25 años de tres divisiones y más de 30000 hombres. La noche del 24 al 25 de julio las fuerzas del XV Cuerpo de Ejército cuzaron el río Ebro y dieron comienzo una importante ofensiva; las fuerzas de Tagüeña lograron crear una profunda cabeza de puente en territorio enemigo. Durante los siguientes meses las unidades del XV Cuerpo de Ejército debieron resistir varios asaltos franquistas, pero lograron mantener la cabeza de puente republicana. Las órdenes de Tagüeña fueron: «Vigilancia, fortificación y resistencia». A comienzos de noviembre, tras la ruptura del frente y el paso a la orilla derecha del Estado Mayor del V Cuerpo de Ejército con su jefe, Enrique Líster, Tagüeña quedó al cargo de todas las unidades en la orilla izquierda. En esta posición, tras casi cuatro meses después del cruce del Ebro, ejecutó la retirada, que completó de forma ordenada, lo que puso fin a la batalla del Ebro tras volar el puente de Flix en la madrugada del 16 de noviembre de 1938.