Oslobođenjem Beograda 20. oktobra 1944. godine Sarajevo postaje ključna tačka njemačke vojske na prostoru Balkana. Shodno tome i sam vođa njemačkog rajha Adolf Hitler izdaje posebnu direktivu kojom naređuje njemačkoj vojsci da svim silama brani Sarajevo. Sarajevo je prije svega bilo značajno zbog prometnice kojom se povlačila njemačka grupa Armija “E” iz Grčke, a u njemu je bila smještena i komanda ove armije, kao i 21. njemačkog korpusa. Kada je Hitler 20. marta 1945. godine izdao naređenje da se Sarajevo evakuiše, nakon pada Mostara i presijecanja komunikacija, već je bilo isuviše kasno, jer su se jedinice Jugoslavenske armije približile gradu. Početkom marta Generalštab JA je naredio 5. i 3. korpusu da ovladaju neprijateljskim uporištima na daljim prilazima Sarajevu. Jedinice 3. korpusa, u čijem sastavu se nalazila i 16. muslimanska brigada, dobile su naredbu da ovladaju Sokolcem, Podromanijom i Rogaticom.
Prvi napad na Glasinac izveden je u noći 14/15. mart 1945. godine, ali su se dijelovi jedinica 16. muslimanske brigade uslijed snažnog njemačkog otpora morale povući. Tri dana kasnije u borbu je uvedena kompletna brigada na frontu Sokolac – Velika Gradina – spomenik. Nakon kraće artiljerijske podrške, jedinice 16. muslimanske brigade su ovladale sa više bunkera i streljačkih zaklona. Međutim, visoki zidovi ilirskih utvrđenja, koje su Nijemci iskoristili kao odbrambene mehanizme pokazali su se presudnim za odbranu, tako da su se pripadnici 16. muslimanske brigade i ovaj put morali povući, uslijed žestokog otpora. U međuvremenu su stizale veće količine sovjetskog naoružanja, pa je došlo do kratkog predaha kako bi se izvršila kraća obuka i doobuka. Do novog napada dolazi 24. marta, uz artiljerijsku i avijacijsku podršku. Međutim, ni ovaj put nisu probijene njemačke linije a 16. muslimanska je imala 6 poginulih boraca. Nakon novog propalog pokušaja ovladavanja Glasincom brigada je popunjena novim borcima iz Sandžaka i Kosova, od čega je bio veliki broj Albanaca. Ovakvo stanje imalo je i jedan poguban karakter. U tom periodu zbog većeg prelaska bivših pripadnika četničkog pokreta u partizane, pojavljuju se i prvi slučajevi kritiziranja NOB-a i povika “Za kralja i otadžbinu”, kao i prvi slučajevi samoranjavanja i bježanja sa fronta, pa su takvi bili sankcionisani disciplinskim mjerama, strijeljanjem ili zatvorskom kaznom. Dolazi i do smjene na čelu brigade. Za zamjenika je postavljen Omer Dedić, a za nečelnika Štaba Selim Zeličević.
Da bi savladao vanjsku odbranu i stvorio lakše pretpostavke za oslobođenje Sarajeva, Štab 3. korpusa vrši pregrupisanje 16. muslimanske brigade i upućuje je na liniju napada Rasolina – Golo brdo. Brigada je poslana 25. marta i istog dana se razmjestila u rejon sela Pavičići, Nepravdići i Bogovići. Odlučeno je da se napad izvrši iz pokreta, što je iznenadilo Nijemce pa je 16. muslimanska brigada oslobodila Rasolinu i Ljeljen, ali nije uspjela osloboditi Koprivnicu, Čavčevo polje i Han Obodaš. I pored toga presječena je komunikacija njemačkih jedinica na Čavčevom polju i Crvenim stijenama. Prilikom ovih borbi poginulo je 19 pripadnika brigade. Teške borbe na odsjeku Koprivice – Čavčevo polje – Han Obodaš, nastavljene su sve do 1. aprila, po veoma hladnom vremenu i dubokom snijegu, čija je posljedica bila ta da su brojni borci dobili upalu pluća. Da bi vratili izgubljene položaje Nijemci šalju pojačanje preko Olova, i 2. aprila kreće snažan njemački kontranapad na liniju 16. muslimanske brigade, nakon čega su Nijemci ponovo ovladali Rasolinom i Ljeljenom te otvorili komunikaciju. Ovim činom brigadi je naređeno da se vrati na Glasinac, čime je završila svoje borbe na Romaniji.
Još 2 aprila Štab njemačkog 21. korpusa donosi odluku o povlačenju iz Sarajeva, pa njemačke jedinice već narednog dana napuštaju svoje položaje na Podromaniji. Nakon čega bi se u noći sa 5/6. april povlačenje nastavilo prema Zenici. Međutim, uslijed znatnog pritiska JA Nijemci su kasnili sa izvođenjem svojih planova. U jutarnjim satima 4. aprila u borbu kreće i 16. muslimanska brigada iz sela Rešetnice. Nijemci su prilikom povlačenja postavili brojna minska polja što je znatno otežavalo prodor brigade. Poslije podne su bez borbe zaposjednute Crvene stijene, dok je u večernjim satima brigada umarširala u selo Mokro. Narednog, 5. aprila, oko 10:00, u okviru općeg napada na Sarajevo, brigada napreduje putem od Mokrog. Otpora gotovo da nije bilo sve do Gloga, nakon čega je pružen žestok otpor Nijemaca, koji su štitili povlačenje ostataka svojih trupa iz Sarajeva. Ipak, nakon žestoke borbe 16. muslimanska brigada je razbila njemački 369. puk koji je štitio povlačenje i oko 15:00 otpočela svoj prodor prema samom Sarajevu. Naređeno je da brigada što prije podre do ivice grada, bez obzira na neprijateljski otpor, a da položaje koje ne mogu savladati blokiraju i zaobiđu. Uporedo sa prodorom 16. muslimanske brigade prema Sarajevu, Nijemci su otpočeli sa paljenjem i miniranjem objekata u Sarajevu. Oko 16:00 brigada je izbila na liniju Vasin Han – desna obala Miljacke. Od Vasinog Hana brigada je gotovo bez otpora nastavila napredovati, pa je oko 17:30, 5. aprila 1945. godine, kroz kapiju na Vratniku prošla prva grupa boraca 16. muslimanske brigade, čime su zvanično prve partizanske jedinice prodrle u sam grad. Masa naroda dočekala je oslobodioce na Vratniku i dalje niz kovače, pozdravljajući oslobodioce i dijeleći im hranu, piće i cigarete. Nakon oslobođenja kasarne Jajce, u kojoj se predalo 400 domobrana, većina brigade se uputila prema Baščaršiji, gdje je zarobljena grupa ustaša koja je namjeravala da bježi. Oko 18:00 Nijemci su blokirani u Vijećnici, te se krenulo u prvi ozbiljniji napad. Prvi napad je odbijen. Nakon dobijene informacije da je Sarajevo u potpunosti okruženo snagama JA, Štab brigade naređuje da se u okolnim ulicama podignu barikade i da se zaposjednu zgrade preko puta Careve ćuprije, kako bi se spriječio svaki mogući prodor Nijemaca. Napad na Vijećnicu je ponovo pokušan, ali su Nijemci i ovaj put pružili žestok otpor i odbacili napadača. Dobivši informaciju da su se dijelovi 363. puka povukli prema zapadnoj ivici grada, Nijemci, koji su se nalazili u Vijećnici, krenuše u proboj pod zaštitom tenkova. Ipak, kod Careve Ćuprije su ih dočekali pripadnici 16. muslimanske brigade i nakon kraćeg okršaja potpuno razbili, pri tome ubivši 30 njemačkih vojnika. Time je zvanično završena borba za Vijećnicu. Narednog 6. aprila zarobljena je i jedna grupa njemačkih vojnika koja se krila u stijenama nedaleko od Vijećnice. Tog jutra na zgradu Vijećnice pripadnici 16. muslimanske brigade su postavili jugoslavensku zastavu čime je simbolično ozvaničeno oslobođenje Sarajeva u Drugom svjetskom ratu.
U toku borbi za sam grad, tokom 5. i 6. aprila, 16. muslimanska brigada je imala samo 3 ranjena borca, dok je u direktnom okršaju likvidirala 60 njemačkih vojnika i zarobila oko 400, a zarobljena je i manja količina pješadijskog naoružanje. U narednim danima presedan je uzela zloglasna OZNA koja je nizom represivnih mjera, poput hapšenja i likvidacije onih koji nisu bili po mjeri nove vlasti (poput Mustafe Busuladžića), stavila ljagu na oslobođenje Sarajeva. Likvidirani su bacani u masovne grobnice i u kratere od bombi na Alipašinom polju. Ipak, treba navesti da sama 16. muslimanska brigada i njezini borci nisu bili dio ovih sramotnih radnji.
