Dette ble fulgt opp med en republikansk mot-offensiv under ledelse av José Miaja i perioden 6. til 25. juli i Madrid-området, kalt slaget ved Brunete etter en by i Madrid-regionen. De republikanske styrkene nådde ikke sine mål om å avskjære de nasjonalistiske styrkene som stod i utkanten av Madrid i en knipetangsmanøver, til tross for et meget stort tap av styrker og materiell. Republikken mistet store mengder av sine beste styrker og materiell. Samtidig førte erfaringene fra den militære disponeringen til at kampmoralen hos de internasjonale brigadene ble sterkt svekket.