Una de las unidades procedentes del Quinto Regimiento constituyó el Batallón «Líster», llamado así en honor a Enrique Líster, veterano comandante ya en los primeros enfrentamientos en la guerra civil española junto con gran parte de sus integrantes.

[9]​ Al día siguiente Líster ordenó a la división un contraataque general, con el apoyo de los carros soviéticos T-26.

[14]​ En lo que acabó siendo la conocida como Batalla de Brunete, la unidad tuvo buenos movimientos tácticos enfrentándose a las tropas del coronel Fernando Barrón.

[15]​ Sin embargo, Líster no continuó el avance hacia Boadilla del Monte como estaba establecido en el plan,[n. 1]​ y agotados por la falta de iniciativa para continuar el avance hacia otros objetivos, sus hombres se atrincheraron en Brunete.

Joaquín Ascaso y el resto de responsables del Consejo fueron detenidos bajo varias acusaciones.

La resistencia de la guarnición sublevada en Belchite fue una sorpresa, pues en inferioridad logró rechazar a fuerzas muy superiores en número.

Tras una desastrosa incursión de Líster empleando los nuevos tanques BT-5, la campaña se estabilizó.[n.

En la ofensiva del ejército republicano sobre Teruel la 11.ª luchó junto a la 25.ª División de García Vivancos en la llamada columna «Norte», divisiones que a su vez estaban encuadradas en el XXII Cuerpo de Ejército), al mando del teniente coronel Juan Ibarrola.

[25]​ Tras la batalla de Teruel, quedó emplazada en la retaguardia para rehacerse del fuerte desgaste a que se había visto sometida.

Su resistencia fue decisiva para detener su avance en el Ebro,[26]​ pero la división quedó encerrada en Cataluña y aislada del resto de la España republicana cuando las tropas del general Antonio Aranda llegaron al Mediterráneo el 3 de abril, cortando el territorio republicano en dos.

Al crearse este ejército, se le encomendaría al teniente coronel Líster el mando del V Cuerpo, por lo que el mando de la División pasó a estar bajo el mayor de milicias Joaquín Rodríguez López.[28]​[n.

La única manera de tomar la villa era envolviéndola, cosa que se consiguió, dejando aislados a sus defensores.

Sin embargo, no pasó mucho hasta que las tropas sublevadas lanzaron su ofensiva final sobre Cataluña el 23 de diciembre[36]​ y la 11.ª División tuvo que ser rápidamente desplegada en el frente del Segre junto con el resto del V Cuerpo de Ejército para taponar la brecha abierta.[n.

7]​ Líster, con su cuartel general en Castelldans,[37]​ logró contener la acometida franquista durante casi dos semanas, principalmente en torno a la población de Borjas Blancas.

[38]​ Tras la dura resistencia en el frente del Segre, quedaba abierta la retirada, que ya no se detendría, hasta la frontera francesa.

Así, el Ejército del Ebro cubrió la retirada por la zona costera hasta alcanzar Barcelona (donde se pretendía organizar una resistencia evocando a la de Madrid en 1936[38]​), por donde continuaron retirándose tanto la división como otras unidades del V Cuerpo.

[39]​ Lo cierto es que para estas fechas la división estaba mermada tanto en efectivos humanos como materiales, si bien pudo mantener una dura resistencia en la medida de sus posibilidades.

Modesto y Líster pretendían evacuar a Francia los restos del Ejército del Ebro para, una vez allí, trasladarlos a la zona central para continuar la lucha,[42]​ aunque fue una idea completamente fuera de lugar para las circunstancias reales.

Al día siguiente todos los pasos fronterizos entre España y Francia estaban en manos de los ejércitos franquistas.