כשבועיים לאחר מכן, ב-8 במרץ, יצאו הלאומנים למתקפה נוספת במטרה לבודד את מדריד, הפעם בגוודלחרה, כעשרים קילומטר ממזרח לעיר. 35,000 חיילים איטלקיים הוטלו למערכה, שהפעם הייתה בהובלה של איטליה ובהשתתפות כמעט בלעדית של חייליה. מצוידים ב-200 תותחים ו-80 טנקים ונתמכים על ידי 60 מטוסים, הם תקפו את הכוח הרפובליקני בגוודלחרה היושבת על הדרך למדריד. האיטלקים הצליחו לכבוש כמה כפרים בפאתי גוודלחרה, אך כושר העמידה של הרפובליקנים ומזג האוויר החורפי הקשו על יכולתם להתמיד בהתקדמותם. ב-23 במרץ הסתיים הקרב בתבוסה לאיטלקים ובאלפי הרוגים לשני הצדדים. התבוסה הסבה מבוכה לאיטליה ופגעה במעמדו של מוסוליני.
במקביל ללחימה בגזרת מדריד, בדרום, השלימו כוחות צבא אפריקה את כיבוש מערב אנדלוסיה. בפברואר יצאו הכוחות למתקפה נגד המעוז הרפבוליקני האחרון שם, עיר החוף החשובה מלאגה. 12,000 החיילים הרפובליקניים שהגנו על העיר סבלו ממחסור, ומלאגה הופצצה מהאוויר תוך שקו החוף שלה מופגז מהים על ידי ספינות של הצי הלאומני. העיר כותרה, וכוחות לאומניים תקפו את העיר משני כיוונים, ממזרח וממערב, וכוח שלישי שכלל 10,000 חיילים איטלקיים, תקף את מלאגה מצפון. לרפובליקנים לא היה סיכוי, וב-7 בפברואר העיר נפלה.
נפילת הצפון.
לאור הקיפאון בגזרת מדריד וכישלון הכוחות של פרנקו להשיג שם התקדמות, היה אמיליו מולה, מפקד הלאומנים בצפון, נחוש להביא להישגים בגזרתו. עבורו הייתה זאת הזדמנות לשקם את מעמדו הציבורי אל מול הפופולריות הגואה של פרנקו, ולהעביר את חבלי החוף של מפרץ ביסקאיה לידי הלאומנים. האזור נחשב לפגיע עקב היותו מנותק משאר אזורי השליטה של הרפובליקנים, וחשיבותו הייתה ניכרת עקב המשאבים הרבים והתעשייה הענפה שבו. הלאומנים תכננו לתקוף עם כוחותיהם את חבל הבסקים ממזרח. הרפובליקנים היו ערוכים עם 30,000 חיילים בסקים ממושמעים, מספר זהה ל-30,000 החיילים הלאומניים שעמדו לתקוף אותם. עם זאת, נהנו הלאומנים מעליונות אווירית ומתמיכה של 150 מטוסים, רובם של לגיון הקונדור הגרמני. לרפובליקנים לעומת זאת לא היו באזור אמצעי הגנה אווירית של ממש.
ב-31 במרץ יצא הכוח למתקפה כשמטרתו היא בילבאו. הייתה זאת העיר הגדולה באזור זה של ספרד, והיא היוותה מרכז כלכלי משמעותי עם תעשיית פלדה מפותחת ומספנות חשובות. הלאומנים התקדמו בהתמדה מעיירה לעיירה ומכפר לכפר, כאשר הם מנצלים את הסיוע האווירי שלהם עד תום. בטרם היו הכוחות הלאומניים על הקרקע נכנסים לעיירה או כפר, היו המטוסים מפציצים בכבדות ומדכאים כל סיכוי להתנגדות. אחת מהעיירות באזור שנפלה קורבן להפצצות השיטתיות הייתה גרניקה שהפצצתה גרמה לזעזוע רב בעולם והפכה לאחד מסמלי המלחמה כולה. ב-26 באפריל הפציצו עשרות מטוסי יונקרס Ju 52 והיינקל He 111 את גרניקה, כאלף איש נהרגו ומרכז העיירה חרב כולו. כשלושה ימים לאחר מכן נכנסו הכוחות של מולה אל העיירה, וכעת היו כבר כעשרים קילומטר בלבד מבילבאו. בשלב הזה שלחה הממשלה במדריד מספר טייסות לאזור, אשר הצליחו להאט את התקדמות הלאומנים ולאתגר את העליונות האווירית שלהם. למרות נפילת העיירות והכפרים שממזרח לבילבאו, סמכו הרפובליקנים על "חגורת הברזל" (Cinturón de Hierro), קו ביצורים שהם הקימו סביב העיר. במאי כבר היו הכוחות הלאומניים ערוכים סביב קו ההגנה הזה, ובהלה אחזה בבילבאו. אלפי אזרחים נמלטו מהעיר מערבה, וילדים רבים פונו בספינות דרך הים אל מחוץ לספרד, לצרפת, בריטניה וברית המועצות. ב-3 ביוני נהרג הגנרל מולה בתאונה כשמטוסו התרסק, והגנרל פידל דאבילה ארונדו מונה להחליפו. ארונדו לא התמהמהה יתר על המידה, וב-12 ביוני יצאו הלאומנים בפיקודו למתקפה וחדרו את קו ההגנה של בילבאו. לאחר כשבוע נכנעה העיר.
עם החדשות על נפילת בילבאו ולנוכח החשש של הרפובליקנים לאבד את כל הצפון, הם החליטו להוציא לפעול מתקפה גדולה באזור מדריד. הם קיוו כי מתקפה כזאת תוכל להסיר את הלחץ על הצפון המותקף וגם על מדריד הנצורה. ב-6 ביולי יצאו הרפובליקנים למתקפה כשיעדם הוא הכוחות הלאומניים שישבו ממערב למדריד, באזור העיירה ברונטה. הרפובליקנים העמידו למערכה כוח גדול של 85,000 חיילים ו-130 טנקים בסיוע לא פחות מ-300 מטוסים. תחילה קצרו הרפובליקנים כמה הישגים, והצליחו לכבוש תוך לחימה קשה כמה שכונות וכפרים. על כן, הלאומנים עצרו את המתקפה שלהם בצפון ושיגרו בבהילות תגבורות לאזור מדריד. עד 18 ביולי הצליחו הלאומנים לבלום את המתקפה, ובאותו היום הם יצאו למתקפת נגד בסיוע אווירי של לגיון הקונדור. ב-25 ביולי, לאחר עשרות אלפי הרוגים משני הצדדים, הקרב הסתיים. בדומה לקרבות של הלאומנים בגזרת מדריד בפברואר ומרץ, הרפובליקנים במחיר כבד כבשו שטחים מוגבלים בלבד, ונכשלו בניסיונם להשיג הכרעה ממשית שתשנה את המצב בגזרה.
לאחר בלימת הרפובליקנים בגזרת מדריד, חידשו באמצע אוגוסט הלאומנים את המערכה שלהם בצפון. כוחותיהם שמנו כבר 90,000 חיילים, כשרבע מהם איטלקים, החלו לצעוד מערבה אל תוך קנטבריה. לאחר נפילת בילבאו היו הכוחות הרפובליקנים שנותרו בצפון חלשים ומפוזרים. הלאומנים התקדמו במהירות וללא קושי רב, וב-26 באוגוסט נפלה בירת החבל סנטנדר ללא התנגדות. לאחר כמה ימים של הפוגה המשיכו הכוחות עוד מערבה, לאסטוריאס, המעוז הרפובליקני האחרון באזור. בחבל ההררי סבלו הלאומנים מהתנגדות וניהלו קרבות קשים נגד הכוחות המקומיים. באמצע אוקטובר, לאחר הפצצות כבדות של לגיון הקונדור תוך שהלאומנים מתקדמים בנחישות על הקרקע, נכנע אחרון הלוחמים הרפובליקניים באסטוריאס. האזור העשיר במכרות פחם, סמל מרד הפועלים מ-1934, נפל לידי הלאומנים. כמו בשאר חבלי החוף באזור, גם באסטוריאס רבים ניסו לברוח דרך הים. אלו שנשארו סבלו ממעשי תגמול של הלאומנים שנקמו בתושבים על עמידתם לצד הממשלה. משכל צפון ספרד נפל לידי הלאומנים, החל מאזן הכוחות במלחמה לנטות באופן ברור לכיוונם, לאחר שזכו בחבלי ארץ עשירים בתעשייה, משאבי טבע ואוכלוסייה.
המערכה על אראגון.
כבר ב-24 באוגוסט 1937, כחודשיים לאחר נפילת בילבאו וכחודש לאחר המתקפה הרפובליקנית בברונטה שליד מדריד, יצאו הרפובליקנים למתקפה באראגון. מטרתם הייתה להקל את הלחץ על הרפובליקנים בצפון ולאיים ואף לכבוש את סרגוסה, מרכז חשוב של הלאומנים. בעיר הייתה תעשייה צבאית מפותחת ואוכלוסייה גדולה. הקרבות נמשכו שבועות רבים בעצימות משתנה, כשהתנגשות משמעותית אירעה בבלצ'יטה, כפר קטן ומבוצר הממוקם כארבעים קילומטר דרומית לסרגוסה. במחירים כבדים הצליחו הרפובליקנים לכבוש את הכפר, שנחרב בלחימה. בשבועות הבאים הצליחו הלאומנים לבלום את התקדמות הרפובליקנים, קו החזית התייצב ושני הצדדים התחפרו בעמדותיהם.
כחודש לאחר נפילת אסטוריאס והשלמת הכיבוש הלאומני של הצפון, התחדשה הלחימה באראגון, שהפכה עד מהרה לזירת ההתגוששות המרכזית. ב-15 בדצמבר הרפובליקנים יצאו למתקפה גדולה, כשהפעם מטרתם היא טרואל, עיר בינונית שישבה על קו החזית והייתה מעוז לאומני מבודד יחסית. העיר נחשבה לפגיעה והרפובליקנים סברו כי במתקפת פתע מהירה יצלחו לתפוס בה את השליטה לפני שהלאומנים יספיקו לשלוח תגבורת. הרפובליקנים חששו באותה התקופה שעם נפילת הצפון יפנו הלאומנים למתקפה גדולה באזור מדריד או למתקפה לכיוון ולנסיה שתנסה לנתק את קטלוניה משאר הרפובליקה. הם כי קיוו לקיחת יוזמה ומתקפה על טרואל תערער את הלאומנים, תכניס אותם למגננה ותדחה את ההוצאה לפועל של מתקפותיהם המתוכננות. הרפובליקנים תקפו את העיר עם כוח של עשרות אלפי חיילים, 148 תותחים ועשרות טנקים. הם תקפו במספר מאמצים, כאשר חלק מכוחותיהם תוקפים את העיר ישירות וחלק תוקפים את עורפה על מנת לכתר ולנתק אותה משאר השטח הלאומני. הרפובליקנים הפגיזו את העיר בכבדות, והחיילים לחמו מבית לבית. ב-7 בינואר 1938 נכנעו הלאומנים והעיר נפלה לידי הרפובליקנים.
פרנקו הורה לגנרל דאבילה, שסיים זה מכבר עטור ניצחונות את המערכה על הצפון, לצאת במהירות עם כוחותיו לטרואל על מנת להשיב את העיר לידי הלאומנים. מזג האוויר היה מושלג, והקור היה עז תוך שהטמפרטורות בלילות ירדו לעשרים מעלות מתחת לאפס. לחיילים בשני הצדדים לא היה ציוד ולבוש חורף מתאימים, ולכן התקשו הלאומנים להגיב ולארגן מתקפת נגד במהירות. אך ב-17 בינואר, לאחר שמזג האוויר התבהר, החלה מתקפת הנגד. הלאומנים הטילו מצור על טרואל והפציצו את העיר מהאוויר בסיוע לגיון הקונדור הגרמני. הרפובליקנים ניסו ללא הצלחה להסיר את המצור על ידי מתקפות של כוחותיהם שבעיר ואלו שמחוצה לה. ב-22 בפברואר, לאחר כשישה שבועות של שליטה רפובליקנית, נפלה העיר ושבה לידי הלאומנים. טרואל הייתה בירת הפרובינציה היחידה שהצליחו הרפובליקנים לכבוש בכל שנות המלחמה, וגם כיבוש זה היה קצר ימים. פעם נוספת, כמו בקרבות השונים בגזרת מדריד ובקרב על סרגוסה, הצד התוקף קצר כמה הצלחות מוגבלות, נבלם, ספג התקפת נגד וסבל מאבדות רבות. בטרואל הגיעו הרפובליקנים עד קצה יכולותיהם, הם איבדו כוח וציוד רב והיו במצב קשה יותר מזה שהיו מצויים בו לפני הקרב.