El ataque contra las tropas franquistas atrincheradas en la ciudad de Gandesa fue dirigido principalmente por la 35.ª División del XV Cuerpo del Ejército, dirigida por Manuel Tagüeña.
Otras divisiones involucradas en el avance del asedio fueron la 3.ª, 11.ª, 43.ª, 45.ª y 46.ª.2] Entre los atacantes, la XV Brigada Internacional, que había dirigido la Batalla de Gandesa unos meses antes, también participó en la que sería su última batalla en España.
Haciendo caso omiso de los consejos de los generales García Valiño, Yagüe y Aranda, que preferían mantener el frente tal como estaba e iniciar una ofensiva en el norte hacia Barcelona, Franco quería recuperar el territorio perdido a cualquier precio.
Su plan era seguir embistiendo contra las líneas republicanas con repetidos contraataques frontales, a pesar del gran número de bajas en su propio bando.
Hubo un número muy elevado de bajas en ambos bandos; los ejércitos nacionalistas pudieron soportarlas, pero los militares republicanos no se recuperaron de las grandes pérdidas infligidas.