Pero durante los combates en la Sierra de Madrid y el avance franquista serían las milicias las que contendrían al invasor mientras se fraguaban las Brigadas Mixtas y el Ejército Popular. La 1.ª y 3.ª Brigada Mixta entrarían en combate precipitadamente en la Batalla de Madrid, donde partidos y sindicatos movilizaron a todos sus miembros a alistarse al ejército (formándose batallones de milicianos, como peluqueros o ferroviarios, que nunca habían tocado un fusil antes y que debido a la escasez de armas tendrían que esperar frecuentemente a la caída de un compañero para coger un arma). Aunque ya se hubiese pensado en un mando único y una regularización del ejército, por esta época aún habría una mezcla de estas Brigadas Mixtas "entrenadas" y batallones de combatientes recién alistados sin experiencia, muchos de ellos formados por milicianos del comienzo de la guerra.