特组建国际旅。随着国际旅和苏联坦克群的投入战场，佛朗哥军队的进攻被击退。在摩洛哥军团被击退后，1937年佛朗哥决定开始以意大利远征军为主力，从马德里的东南面沿哈马拉河进攻，希望切断马德里和海港城市的联系。此时马德里防御委员会主席的军事顾问格里戈里·伊万诺维奇·库利克被调回国，梅列茨科夫接替他的职务，具体组织马德里的防御。指挥了1937年2月的哈马拉河战役，通过坚守消耗了敌人力量，然后进行反击击退了敌军的进攻。3月又指挥了，歼灭敌军6000余人，取得了对意大利远征军的决定性胜利。1937年6月梅列茨科夫回