18 сентября Красная армия предприняла попытку обойти немецкую оборону у Нарвы и ударили по позициям на северо-восточной оконечности озера Пейпус. Удар пришелся по 300-й дивизии специального назначения, сформированной из эстонских добровольцев (создана 1 мая 1944 года на основе штаба 13-й полевой дивизии Люфтваффе и 2-го, 4-го, 5-го и 6-го эстонских полков пограничной охраны). Не имевшие серьезных противотанковых средств, эстонцы хотя и оказали мужественное сопротивление, но остановить натиск советских войск не могли. Бригаду СС «Гросс» спешно перебросили в этот район, однако помешать советскому продвижению ослабленная бригада не могла.
Эсэсовцы вместе с другими немецкими частями противостояли 43-й советской армии генерал-лейтенанта А.П. Белобородова, упомянувшего о ней в своих мемуарах [1а, с. 329].
Советский прорыв под Нарвой привел к тому, что командующий группой армий «Север» генерал-оберст Шёрнер по собственной инициативе принял решение отвести 16-ю армию и оперативную группу «Нарва» из Эстонии в Курляндию. В этой ситуации Мартину Гроссу и его танковой бригаде выпала нелегкая задача прикрывать отход, ведя арьергардные бои и парируя советские удары, как это случилось, например, у Вессенберга (Раквере), где эсэсовцы противостояли войскам советской 8-й армии генерал-лейтенанта Ф.Н. Старикова. Днем 20 сентября Вессенберг был оставлен немцами, и к вечеру в него вошли войска 8-й армии.
Подробности всех этих арьергардных боев не сохранились, кроме разве что разрозненных отчетов о состоянии бригады в штаб группы армий «Север». На 20 сентября 1944 года в бригаде СС «Гросс» насчитывалось 300 человек, два штурмовых орудия, одна трофейная тридцатьчетверка, три Pz-lll, два Pz-IV и всего четыре бронетранспортера.
В последующие дни бригада СС «Гросс» отходила на юг, через Пярну, пока не достигла границы Эстонии и Латвии. 29 сентября 1944 года штаб группы армий «Север» приказал перебросить танковую бригаду СС «Гросс» вместе с рядом других частей в район действий 40-го танкового корпуса 3-й танковой армии [14, с. 282]. Благодаря этому бригада СС «Гросс» снова оказалась в подчинении 3-й танковой армии и избежала попадания в Курляндский котел - 9 октября 1944 года могучим ударом 1-го Прибалтийского фронта 3-я танковая армия была отделена от группы армий «Север» [3, с. 276] и теперь была вынуждена отходить в Восточную Пруссию, в то время как 16-я и 18-я армии оказались запертыми в Курляндии.
10 октября 1944 года в бою у местечка Нойштадт при минометном обстреле погиб командир 1-го пехотного батальона штурмбаннфюрер СС Альфред Арнольд. Его похоронили на кладбище в Инстербурге (ныне город Черняховск Калининградской области), посмертно Арнольд 6 января 1945 года был награжден Германским крестом в золоте.
Снова оказавшись на территории Латвии, бригада Гросса отступала через Ригу и вышла в район южнее Добеле. 16 октября 1944 года началось очередное советское наступление в Прибалтике. Бригада СС «Гросс» действовала против войск 3-й ударной армии, поддерживая контратакующие 24-ю и 93-ю пехотные дивизии. Противниками эсэсовцев были части 79-го и 100-го стрелковых корпусов. Бои были упорными, и немцам удалось на некоторых участках потеснить советские войска. Не случайно в советских отчетах были упомянуты «Тигры» и «Фердинанды» из бригады СС «Гросс» [9, с. 129], хотя ни тех, ни других в составе бригады не было (а «Фердинандов» вообще в ней никогда не было). Утром 20 октября советское командование бросило в бой 7-й стрелковый корпус, однако и это не принесло желаемого результата. В итоге упорнейшее немецкое сопротивление привело к тому, 3-ю ударную армию вывели с этого участка фронта. Новым противником бригады СС «Гросс» стала советская 22-я армия.
В конце октября бригада Гросса, пройдя через серию жестоких арьергардных боев, была оттеснена в район Мемеля (ныне Клайпеда), снова оказавшись против советской 43-й армии Белобородова. Командующий 1-м Прибалтийским фронтом И.Х. Баграмян упомянул бригаду «Гросс» в своих мемуарах среди немецких частей, «с яростным ожесточением» оборонявших подступы к Мемелю [1, с. 471]. В итоге наступление 43-й армии на Мемель остановилось. Однако ослабленная эсэсовская бригада, вдобавок измотанная почти четырехмесячными боями, вряд ли могла представлять уж слишком большую угрозу для советских войск. Так что не удивительно, что бригаду было решено вывести с фронта. Однако полностью это сделать не удалось из-за противодействия армейского командования, не желавшего терять ни одного солдата, так что решение было принято половинчатое: из бригады была выведена только часть личного состава, около сотни человек, которых переправили для отдыха на полигоны Зеннелагер и Штайнхаген в Вестфалии.
