Tras la caída de Llanes y la escasa resistencia que ofrecieron sus tropas, el coronel Prada procedió a reorganizar de nuevo la línea de frente y sustituir a varias unidades, cuya actuación había sido injustificable. Según recoge el presidente Azaña en sus «Diarios de guerra», en los que reseña la visita que le hizo el coronel Prada el 4 de noviembre de 1937, para restablecer la disciplina, el jefe asturiano había mandado fusilar «a tres jefes de brigada, a seis de batallón y otros más, hasta diecisiete». Pese a esta afirmación, no hay constancia del fusilamiento de ningún jefe de brigada o de batallón. Sí se sabe del de algunos oficiales que habían intentado evadirse en una motora y hay noticia de alguna otra ejecución sumaria para cortar de raíz las desbandadas frente al enemigo.
El cambio de unidades surtió efecto y la resistencia se hizo más tenaz, frenando el avance franquista. Las líneas de frente se comenzaron a fijar y dio comienzo una desgastadora guerra de posiciones, en la que los republicanos asturianos supieron aprovechar las ventajas del terreno. Solamente por la costa prosiguieron los avances de los insurgentes en los días siguientes. La IV Brigada Navarra tomó el día 7 el pueblo de Barro, tras rebasar Balmori por el Norte, aunque su avance ya fue más lento. El día 9 la IV Brigada se encontraba detenida ante Niembro, a muy poca distancia de Barro. Con frecuencia se luchaba cuerpo a cuerpo y los contraataques se sucedían por ambas partes. El número de muertos y heridos era ya elevado, y el desgaste de una semana de combate ya se hacía sentir. A la larga, la batalla la iba a ganar quien pudiera renovar sus fuerzas.
Por el interior, en tierras de Peñamellera, el comunista Manolín Álvarez y la Brigada 184 opusieron una dura resistencia a la V Brigada Navarra, aprovechando lo abrupto del terreno. La batalla en torno a Robriguero, Cavandi y Llonín fue muy dura y los días se sucedían sin variaciones notables en las posiciones de unos y otros. Manolín Álvarez fue citado en la orden del Ejército republicano del día 7 de septiembre, en la que el coronel Prada le concedió la Medalla de la Libertad. El día 9, tras casi ser sepultados por el bombardeo coordinado de la aviación y la artillería, fueron conquistados Cavandi y Llonín por la V Brigada, que mandaba el coronel Juan Bautista Sánchez.
Esa resistencia permitió la organización de la defensa republicana en la sierra del Cuera. Sus cotas más altas eran el Turbina, de 1.315 metros, y el conjunto que coronaba la Peña Blanca, con 1.176 metros de altitud. Más que por su altitud, lo que más impresionaba del Cuera eran sus cortados precipicios y las verticales pendientes que dificultaban el avance tanto de las personas como del material bélico.
Desde Llanes, una carretera se adentraba hacia el Sur, a la sierra del Cuera, por el puerto de La Tornería, de 469 metros de altitud, tras el cual se localizaba el intrincado desfiladero del Mazucu, flanqueado por alturas como el Cuetu Llabres, al Norte, y Bijorcu, al Sur. Esta carretera continuaba por Caldueñu y Meré y en su tramo final rebasaba la sierra del Cuera por el Oeste y, tras atravesar el valle del río Las Cabras, enlazaba con Robellada, ya en el valle del Güeña, para continuar hasta Cangas de Onís.
En el alto de La Tornería y el Mazucu, las unidades republicanas, entre cuyos jefes destacaron el anarquista Higinio Carrocera y el comunista Baldomero Fernández Ladreda, plantaron cara a las brigadas navarras a lo largo de una dura semana, de intensos combates, en los que los aviones de la Legión Cóndor, que despegaban ya del aeropuerto de Llanes (Cue), emplearon las bombas incendiarias para desalojar a los republicanos de sus posiciones. Pero el terreno y el mal tiempo que dificultaba la actuación de la aviación, unido a la férrea resistencia que ofrecieron los batallones republicanos que defendían estas posiciones, fueron los artífices de la batalla del Mazucu.
El día 8 de septiembre la I Brigada Navarra lanzó una gran ofensiva para conquistar La Tornería y el Mazucu, pero su avance fue detenido en seco y cada progresión era replicada por un contraataque republicano que los obligaba a retroceder a las posiciones de partida. Durante los días 9 y 10, la I Brigada fue totalmente detenida en su avance, por lo que el 11 tuvo que ser reforzada con varios batallones de la IV Brigada. A diario, los aviones de la Legión Cóndor, en cuanto abrían las nubes, realizaban varias pasadas sobre las defensas republicanas dejando caer sus bombas incendiarias y ametrallando sus posiciones. Los escasos aviones republicanos y la falta de ametralladoras antiaéreas facilitaban la actuación de la aviación de los franquistas.
Desde Llonín, la V Brigada continuó su progresión por la sierra del Cuera, con el objetivo de tomar Alles y Ruenes. Pero cada metro que avanzaban costaba a las brigadas navarras tremendos esfuerzos. A lo largo del 12 de septiembre, las brigadas I y IV se fueron apoderando de varias alturas y crestas que dominaban el Mazucu. En ocasiones, la lucha se entabló cuerpo a cuerpo y también, tras tomar una cota, los republicanos lanzaban un contraataque para recuperarla. Al día siguiente, 13, fuerzas de la IV Brigada se apoderaron del vértice Llabres y el 14 saltaron a otras alturas que dominaban ya el pueblo del Mazucu. Más al Sureste, la V Brigada lanzaba sus ataques al Turbina y a los pueblos de Alles y Ruenes. El 15 de septiembre, tras ocho días de intensos combates, la I Brigada Navarra entró en el pueblo de El Mazucu. La V consiguió apoderarse del Turbina y de los pueblos de Alles, Ruenes y Mier. Y la VI logró al fin llegar a las estribaciones meridionales de la Peña Blanca.
Con la caída del Mazucu no acabó la resistencia en la sierra del Cuera. Otro capítulo singular de la tenacidad republicana tuvo por escenario las alturas de la Peña Blanca. La Peña Blanca es un macizo en el extremo occidental de la sierra del Cuera, situado por encima de la línea de mil metros, con tres cotas máximas, cuyo vértice es Peña Blanca, de 1.176 metros. Defendía la Peña Blanca un batallón de Infantería de Marina, creado por el mando del Ejército republicano para acoger a los hombres que no querían luchar en la mar.
El día 15, la VI Brigada Navarra intentó ya el asalto de la posición de la Peña Blanca. Esta batalla fue descrita por el entonces alférez José María Gárate Córdoba, encuadrado en la V Brigada Navarra, en su obra «Mil días de fuego», uno de cuyos capítulos titula: «No hay quien tome Peñas Blancas». Y sobre ellas escribió: «En las breñas se defiende rabiosamente un batallón rojo de Infantería de Marina y la trinchera está excavada en la roca viva, de tal modo que la fortificación quede cubierta y tan sólo con bajar cinco escalerillas interiores se entre en los refugios».
Al día siguiente, 16, atacó la Peña Blanca la VI Brigada de nuevo y la Agrupación Suárez de la V Brigada Navarra logró apoderarse del vértice Vierzu (988 metros) que la flanqueaba por el Sur. Tras su toma, enlazaron la V y la VI Brigada Navarra y los defensores de la Peña Blanca quedaron prácticamente rodeados, salvo una estrecha línea de evacuación que los infantes de Marina no quisieron utilizar. El mando franquista realizó un enorme despliegue en torno a la Peña Blanca: cerca de 10.000 hombres frente a un batallón de Infantería de Marina que no podía reponer sus bajas ni recibir repuestos. Los asaltos continuaron en los días siguientes con los mismos inútiles resultados. Finalmente, el 20 de septiembre, tras cinco días de ataques ininterrumpidos, consiguieron ocupar los tres vértices de la Peña Blanca.
La defensa republicana de la sierra del Cuera, con sus dos baluartes del Mazucu y la Peña Blanca, fue un elemento catalizador de la resistencia asturiana a pesar de su pérdida final. Los ecos de la gran batalla que se libraba en el Norte trascendieron fuera de Asturias. Las discrepancias políticas existentes antes de la batalla final quedaron en suspenso y, así, dos hombres como Baldomero Fernández Ladreda e Higinio Carrocera, comunista el uno y anarcosindicalista el otro, lucharon codo a codo en El Mazucu. Esta unidad no pasó desapercibida a los medios políticos y sindicales. El Comité Nacional de la CNT dirigió el 20 de septiembre, desde Valencia, el siguiente telegrama a Belarmino Tomás, presidente del Consejo Soberano: «(...) Transmite fraternal saludo, bravos luchadores, pueblo astur, y afirma decidido propósito ayudaros. La unidad de todos los antifascistas asturianos enseña camino a seguir por nosotros para alcanzar la victoria».
