Después de una corta estancia en el frente de Extremadura (febrero de 1938) donde destacó en algunos ataques exitosos, marchó apresuradamente al Frente de Aragón, una vez más, para intentar taponar la Ofensiva franquista en esta zona, uniéndose al resto de unidades republicanas en la retirada. En abril, después de quedar aislada en Cataluña, se integró en el V Cuerpo de Ejército del teniente coronel Enrique Líster. Durante los siguientes meses estuvo rearmándose y recibió el refuerzo de la 139.ª Brigada Mixta para poder participar en la ofensiva del Ebro, aunque se desprendió de la 129.ª Brigada Internacional que había quedado separada de la unidad al sur del Ebro. Durante varios meses sostendría duros combates contra las tropas sublevadas, sufriendo un elevado número de bajas. La XIV Brigada Internacional, integrada en la división, sufrió enormes bajas durante el fallido intento de cruzar el Ebro por la zona de Amposta. Tras la retirada de las Brigadas Internacionales, la división se reorganizó solo con mandos y reclutas españoles, participando en los primeros compases de la Campaña de Cataluña antes de retirarse por la Frontera francesa en febrero de 1939.