13 марта прибытие республиканских подкреплений к Бриуэге остановило итальянское наступление, после чего последовали четыре дня упорных боев вокруг города, в ходе которых некоторые ключевые позиции несколько раз переходили из рук в руки. К полудню 18 марта итальянцы окончательно истощили свои силы, и республиканцы перешли в контрнаступление, задействовав три свежих дивизии, большое количество артиллерии и 70 советских средних танков, вооруженных 45-мм пушками. С воздуха их поддерживали 100 самолетов. Главный их удар пришелся на истощенную и сильно растянутую 1-ю дивизию чернорубашечников, фронт которой быстро рухнул. Дивизия «Литторио», напротив, оказывала упорное сопротивление мощным атакам республиканцев, и даже провела сильный контрудар при поддержке артиллерии. В ходе контрудара итальянцы прорвались на стыке двух республиканских дивизий и на короткое время создали угрозу тылу республиканских войск, атаковавших чернорубашечников. Однако быстрый развал фронта последних оставил открытым фланг дивизии «Литторио», поставив ее под угрозу окружения. Несмотря на это, только когда генерал Бергонцоли получил приказ отступить, дивизия «Литторио» начала отход. Республиканские войска не смогли сразу же организовать преследование итальянцев, и это позволило частям CTV восстановить фронт у Аргесильи. Последовавшие затем атаки республиканцев на эти новые позиции были отражены дивизией «Литторио», и фронт итальянцев стабилизировался.
Попытка итальянцев окружить Мадрид была слишком амбициозной и закончилась тяжелым поражением, но отнюдь не из-за трусости. Итальянцы проиграли из-за плохой работы разведки, плохого планирования и недостатка противотанковой и зенитной артиллерии, кроме того, в критический момент они оказались без поддержки с воздуха. Многие чернорубашечники были неопытны и плохо подготовлены, что и проявилось в бою. Итальянцы потеряли 400 человек убитыми и еще 500 пропавшими без вести или пленными. Материальные потери составили 800 винтовок, 25 артиллерийских орудий, 67 грузовиков и значительное число танкеток. Потери пришлись в основном на части чернорубашечников, особенно пострадала 1-я дивизия. Дивизия «Литторио», укомплектованная военнослужащими регулярной армии, напротив, действовала эффективно и понесла меньшие потери. Значение этого боя сильно преувеличивалось республиканской пропагандой, изображавшей его битвой между фашизмом и социализмом. Европейские левые партии особенно усердно стремились представить этот бой признаком неминуемого падения итальянского фашизма. На самом же деле реорганизованный итальянский Добровольческий корпус с успехом продолжал сражаться против республиканцев еще два года и сыграл важную роль в захвате националистами важных провинций - Страны басков и Каталонии. Итальянцы больше не повторяли таких поспешных и плохо подготовленных наступлений без должной разведки. Теперь их наступления были лучше подготовлены и проводились при более тесном взаимодействии всех родов войск и с большим вниманием к силам противника.
В июле 1937 г., когда в Испании продолжались бои, в Италии было сформировано первое сбалансированное танковое соединение – 1-я бронетанковая бригада (1 Brigata Corazzata). Она формировалась с учетом боевого опыта, полученного в Испании, и состояла из 5-го полка берсальеров, трех батальонов легких танков и легкой механизированной группы. Это было первое соединение в итальянской армии, включавшее сбалансированное сочетание пехоты, артиллерии и бронетехники, и представлявшее основу для будущей механизированной войны. В бригаду вошли подразделения, сформированные в ходе предыдущих экспериментов с механизацией, и она создавалась как «средство прорыва сильно укрепленного фронта противника». Бригада была недостаточно велика, чтобы действовать независимо, но ее можно было усилить поддерживающими частями для маневров против вражеских флангов, или использовать во взаимодействии с мобильными дивизиями. Эта новая бронетанковая бригада прошла испытания на маневрах 1937 г. вместе с мобильными (Celeri) и моторизованными дивизиями. Результатом этого стало усилившееся внимание к необходимости более тесного взаимодействия между танками и другими родами войск, и необходимость увеличить долю этих других родов войск в самом бронетанковом соединении. Иными словами, бронетанковая бригада была признана шагом в правильном направлении, но явно ощущалась необходимость в более крупном сбалансированном бронетанковом соединении. Это было начало, следующим этапом которого должна была стать бронетанковая дивизия.