El Quinto Regimiento participó en la toma del Cuartel de la Montaña el 20 de julio de 1936 y ocuparon el colegio-convento de los Salesianos en el barrio de Estrecho como base de operaciones y de instrucción militar a obreros y campesinos, por lo que cobró fama debido a su alta capacitación de instrucción militar y la cohesión de sus integrantes ante un mando que no daba opción al cuestionamiento de sus órdenes. El número de alistados creció con rapidez según se fueron desarrollando las acciones bélicas en torno a la capital, pasando de 6.000 a 20.000 milicianos entre los meses de agosto y noviembre. Para finales de julio ya habían partido al frente al menos unos 1000 miembros, mientras una gran parte permanecía en la retaguardia bajo instrucción o en otras misiones. Intervino, casi siempre en vanguardia, en las principales acciones del comienzo de la Guerra Civil Española para evitar la caída de la capital republicana, Madrid, participando en las batallas de Somosierra, Guadarrama, Talavera y Toledo, además de la evacuación del Museo del Prado a Valencia.