Инициативой прочно владели националисты, которые, преодолев массу трудностей, подтянули из Кастилии крупнокалиберную артиллерию. Прибыл также Иностранный легион генерала Ягуэ. В небе появлялись уже не единицами, как ранее, а большими группами новинки авиационной техники — германские «Мессершмитты-109», «Дорнье-17» и «Юнкерсы-87», итальянские «Бреды-65» и «Фиаты-20». «Дорнье» и «Хейнкели» вели дальнюю разведку, «Юнкерсы», «Савойи» и «Бреды» сбрасывали бомбы, а «Мессершмитты» прикрывали их.
Германо-итальянские самолеты, поддерживая наземные войска, одновременно нанесли в январе серию неожиданных бомбовых ударов по республиканскому тылу. В первую очередь пострадали Барселона и Валенсия. Республиканские бомбовозы в отместку атаковали Вальядолид, Саламанку и Севилью.
Создав превосходство в огневых средствах, а затем и в количестве бойцов, националисты разрушали оборону врага и оттесняли его к востоку. Прието и Сарабия вынуждены были вызвать из тыла интербригады, но их ввод в сражение ничего не изменил. Других пополнений республиканцы в январе-феврале не получили.
Генерал Сарабия стремился вернуть инициативу ударом в долине реки Альфамбры 25–29 января. Но усталые и плохо накормленные войска лишь потеснили неприятеля к западу на 3–5 километров, не разбив ни одной его бригады или дивизии. Линия фронта выгнулась в сторону националистов, облегчив им последующие фланговые удары.
Переутомление и холод, отсутствие смены вызвали бунты в нескольких республиканских дивизиях, где большинство составляли теплолюбивые каталонцы и андалузцы. У националистов бунтов не последовало, что говорило об их большой нравственной устойчивости.
Связав неприятеля у Теруэля, 7–8 февраля 1938 года националисты нанесли неожиданный комбинированный удар по выступу фронта в долине Альфамбры. Операцией руководили Аранда и Ягуэ. Кавалерия полковника Монастерио, с успехом заменившая танки, в тесном взаимодействии с ВВС прорвала оборону на флангах и постепенно окружала республиканцев, те в беспорядке отступали к Каталонии. У Альфамбры они продержались всего несколько суток. Сражение у Альфамбры стало последним в военной истории большим кавалерийским сражением. В последний раз большие массы конницы выполнили роль высокоподвижных войск, решивших исход операции.
Всего за два дня националисты при минимальных собственных потерях разбили две неприятельские дивизии, продвинулись на 40 километров, захватили 7000 пленных и сокрушили еще около 15 000 неприятелей.
Таким образом, Сарабия и Рохо впустую растратили последние резервы Армии маневра. Ее название теперь звучало как зловещая насмешка. Армия маневра истекала кровью в холодных траншеях.
Победа на Альфамбре окрылила националистов. 17 февраля они развернули пятое по счету наступление на Теруэль. Через три дня они охватили город с трех сторон и просочились в его пределы. Сарабия при непротивлении Прието и Рохо разрешил обескровленным войскам отступить.
Оставление Теруэля 22 февраля сопровождалось новыми ссорами между командирами-коммунистами. Три дивизии вовремя выскользнули из мешка, но оставили неприятелю массу военного имущества и умышленно покинули без поддержки 46-ю дивизию Кампесино (по его мнению). Остатки дивизии с трудом прорвались через боевые порядки врага. Подозреваемые же — Листер и Модесто уверяли, что причиной окружения 46-й дивизии была заносчивость и неповоротливость Кампесино. Обвинения выдвигались также против главного военного советника из СССР — Штерна. Социалисты полагали, что он намеренно способствовал поражению Республики, чтобы скомпрометировать Прието.
Те и другие обвинения остаются недоказанными, хотя Штерна вскоре отозвали в Москву и направили на дальневосточную границу. Новым главным военным советником назначили К.М. Качанова, но он прибыл в Республику далеко не сразу.
Штерну предстояло изведать сражения на Халхин-Голе и в Финляндии, служебные понижения, арест и расстрел в 1941 году.
Потери сторон в «морозной битве» были жесточайшими. У националистов насчитывалось 14 000 погибших и пленных, 16 000 раненых и 17 000 обмороженных и больных — всего 47 000 человек. Республиканцы лишились почти 55 000 человек, из них около 20 000 — пленными, а также 60–70 орудий и 40–50 танков. Метели и туманы препятствовали воздушным боям. Тем не менее каждая из сторон потеряла по 50–60 самолетов.