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1936年9月4日，经过了大约1个月的战斗，在里森堡本土及其边境线上的敌军已基本肃清。此时，里森堡军部面临着一个选择：是继续扩张，以参战来支援西班牙共和政府；还是按兵不动，以支援物资来援助共和政府呢？经过了军部与议会大约一周的讨论，最终决定继续派遣军队入西班牙作战。

1936年9月15日，里森堡政府宣布参加西班牙内战以支援西班牙共和政府，并将全国共120个师划分为四部分：卡塞尔方面军、米特兰方面军、阿德里亚斯方面军及佛旅特方面军（总预备队）。其中，卡塞尔方面军共拥有28个师（包括已经进入了西班牙的部队），米特兰方面军共拥有36个师，阿德里亚斯方面军共拥有28个师，佛旅特方面军共拥有28个师。共拥有30个集团军，米特兰方面军共拥有9个集团军，其余的三个方面军各自拥有7个集团军。每个集团军都拥有两个步兵师、一个装甲师和一个炮兵师。

1936年9月17日，经里森堡军部批准，米特兰方面军第8、第9、第10集团军由米特兰北部、中部和南部分三路迅速突入葡萄牙阿威罗、科英布拉和莱里亚。9月18日，第8集团军顺利占领了阿威罗，并与同样占领了莱里亚的第10集团军一同前往科英布拉帮助第9集团军，那里有近5个师的葡萄牙和西班牙军。三个集团军包围了敌军，并于9月20日成功吃掉了敌军。9月23日，这三个集团军打通了里森堡与西班牙的道路。

然而，当这三个集团军成功抵达葡萄牙与西班牙的边境线时，他们便立刻处在了危险下。一方面，来自葡萄牙、国民军、德国和意大利共10个师的的轴心联军阻挡着他们。另一方面，这个突出部的左右两翼已经被闻讯赶来的其他轴心军队威胁着，随时都有可能被包了饺子。于是，9月24日，米特兰其余的所有集团军全部进入了这个通道。同时，莱里亚方面军向科尔多瓦发动进攻，这使突出部尤其是南部的压力得到减缓。同时，共和军挤出了一点兵力向卡塞雷斯方向进攻，分散了一点敌人的注意方向，这样使得米特兰方面军的压力减少了一部分。

9月25日，米特兰方面军第11、13、14集团军全力进攻突出部北部，第12集团军防守南部，剩余的第15、16集团军前去支援第8、9、10集团军。27日，经过两天的战斗，突出部北部的敌军已经被消灭了约三分之一，但进攻的集团军群也损失了约3个师的兵力。自此，突出部北部就没有什么太大的战役。战斗重点来到了突出部东部，也就是西班牙边境线上。

26日，敌军约6个师向我前沿部队发起进攻，第8、第9、第10集团军随即接敌。双方交火了约3天，敌军损失了约3个师，但我军也损失了大约一个集团军的兵力。此时，第15、16集团军赶来支援。于是，10月1日，第10、第15、第16集团军向卡塞雷斯方向进攻，并于10月4日成功突破了敌军的防线。此时，第8、9、12、13集团军也前来支援。

双方会合后，于10月6日发动总攻，力图依靠机械化部队直接插到卡塞雷斯地区。10月8日，集团军群已经抵达卡塞雷斯城外。10月9日，经过了1天的强攻，第13集团军率先进入卡塞雷斯城。10月12日，整个集团军群全部进入卡塞雷斯城。10月13日，整个卡塞雷斯城已无残敌。卡塞雷斯战役正式结束。