Иван Анатоличь, Иван Анатоличь, добавьте им обертку и не морочьте голову. В дальнейшем при таких сложных селекторах малейшее изменение в структуре html и все развалится. Селекторов child/type вообще лучше избегать.
Пока по вашему описанию не понятно, почему опять нельзя использовать те же самые nth-child, которыми вы разбили на группы.
Еще можно на js узнавать есть ли указанное через nth-child свойство и дальше делать то, что вам нужно.
Но пахнет все это как-то странно и есть ощущение, что пытаетесь решить задачу не с того края.
Ankhena, Вот пример того, как быть не должно. В данном случае в последней группе 2 изображения. Надо чтобы если их там 2 или 1, они по всей ширине были.
Ankhena, а если 3, то получается что есть новая группа, состоящая из 3 элементов. Они будут стоять ровно, так как каждый трейтий растягивается по всей ширине.
Иван Анатоличь, нарисуйте как должны располагаться картинки если 2 и если 3. Пока по вашим объяснениям не очевидно, почему если добавить 3ю картинку на всю ширину, то первые 2 встанут ровно, если без 3ей они стоят криво.
Еще хорошо бы ваш текущий код на jsfiddle.net, чтобы не играть в угадайку.
Вот пример того, как быть не должно. В данном случае в последней группе 2 изображения. Надо чтобы если их там 2 или 1, они по всей ширине были. 
