Gandrīz gadu Internacionālās brigādes baudīja zināmu autonomiju kā atsevišķa Komunistiskās Internacionāles vienība, 09.1937. to pakļāva Tautas armijai (Ejército Popular). Būtiskākais Internacionālo brigāžu ieguldījums kaujās bija no 11.1936. līdz 1937. gada vasarai, tomēr tās militāro apmācību līmeni nevarēja salīdzināt ar itāļu un vācu vienībām, kas karoja Fransisko Franko (Francisco Franco) pusē. Bieži militārajās operācijās, it īpaši, kamēr Tautas armija vēl formējās, Internacionālās brigādes izmantoja par trieciengrupām, tāpēc tajās bija daudz kritušo – kopumā ap 10 000.
Internacionālo brigāžu galvenais rekrutēšanas centrs atradās Parīzē. Liela nozīme militāro formējumu organizēšanā bija Francijas Komunistiskajai partijai, franču komunistu politiķim Andrē Martī (André Marty), itāliešu komunistu politiķiem Luidži Longo (Luigi Longo, Spānijā ar vārdu Gallo) un Nino Naneti (Nino Nannetti), dienvidslāvu komunistu politiķim Josipam Brozam Tito (Josip Broz Tito).
10.1936. Internacionālo brigāžu centrs tika izveidots Alvasetē, militārās apmācības norisinājās citās tuvākajās apdzīvotajās vietās. Galvenie mācību centra vadītāji bija A. Martī un L. Longo. Brīvprātīgos centās grupēt pa tautībām, arī valodām, tomēr bija vienības, kurās problēmu radīja valodu dažādība.
Vairums brīvprātīgo bija komunisti, tomēr bija arī daudzi sociālisti, demokrātijas atbalstītāji, piedzīvojumu meklētāji un savervēti dalībnieki. Daudziem trūka militāro apmācību pieredzes. No Padomju Sociālistisko Republiku Savienības (PSRS) komandētie virsnieki palīdzēja komandēt vienības. Kopumā ap 35 000 Internacionālo brigāžu brīvprātīgo bija no vairāk nekā 50 pasaules valstīm. Visvairāk bija francūžu, vāciešu, itāļu, poļu, arī amerikāņu, beļģu, britu. Daudzi turp devās nelegāli, tādēļ nereti nokļūšanas ceļš Spānijā bija ilgs un prasīja smagu fizisku piepūli, it īpaši šķērsojot Pirenejus.
Ārvalstu brīvprātīgo militārie formējumi, kas 11.1936.–10.1938. piedalījās kaujās bija 11. Internacionālā, arī Hansa Beimlera (Hans Beimler; nosaukta vācu komunista vārdā) vai Tēlmaņa (nosaukta vācu komunistu politiķa Ernsta Tēlmaņa, Ernst Thälmann, vārdā) brigāde, 12. Internacionālā, arī Garibaldi (nosaukta itāļu ģenerāļa Džuzepes Garibaldi, Giuseppe Garibaldi, vārdā) brigāde, 13. Internacionālā brigāde, 14. Internacionālā, arī Marseljēzas (nosaukta Francijas Republikas himnas La Marsellesa vārdā) brigāde, 15. Internacionālā, arī Linkolna-Vašingtona (nosaukta Amerikas prezidentu Ābrahama Linkolna, Abraham Lincoln, un Džordža Vašingtona, George Washington, vārdā) brigāde, 129. Internacionālā brigāde, 150. Internacionālā brigāde (izveidoja tikai 05.1937. un izformēja jau 08.1937.). Sākotnēji Internacionālās brigādēs ietilpa kājnieku bataljoni, bet drīz tām pievienoja arī prettanku baterijas, transporta, sanitārās un citas vienības (starptautiskas vai spāņu). Vienības izmantoja dažādu modeļu ieročus, visiem nebija vienādu uniformu.
Pirmā kaujās 11.1936. devās 11. Internacionālā brigāde, kuru vadīja padomju izlūks Manfrēds Šterns (Manfred Stern; Spānijā ģenerālis Klēbers). Drošsirdīgās cīņās Madrides aizstāvēšanā 11. Internacionālā brigāde un ģenerālis Klēbers iemantoja slavu, lai arī brīvprātīgie bija tikai neliela daļa no Madrides aizstāvjiem. Internacionālās brigādes kļuva par nozīmīgu propagandas līdzekli. Būdamas trieciengrupas, Internacionālās brigādes cieta ievērojamus zaudējumus Madridē, Haramas un Gvadalaharas kaujā, kas veicināja vienību papildināšanu ar spāņiem. Īpaši daudz spāņu tām sāka pievienot pēc Brunetes kaujas 1937. gada vasarā. Komunisti brigādēs īstenoja izrēķināšanos ar citādi domājošajiem un trockistiem. Tā A. Martī ieguva Alvasetes miesnieka (el carnicero de Albacete) iesauku. Brīvprātīgo vēstules tika cenzētas. Morāles uzturēšanai vienības izdeva savus laikrakstus, no kuriem vispopulārākais bija “Brīvības Brīvprātīgais” (El Voluntario de la Libertad), kas iznāca vairākās valodās.
1938. gadā ieradās maz jaunu brīvprātīgo. Ebro kaujas laikā ārvalstnieki Internacionālajās brigādēs jau bija ievērojamā mazākumā. 21.09.1938. Spānijas Republikas premjerministrs Huans Negrīns (Juan Negrín) paziņoja par ārzemnieku atsaukšanu (tobrīd vairs tikai ap 12 000) no Spānijas. 28.10.1938. Barselonā norisinājās Internacionālo brigāžu atvadu parāde.