Le débuta la bataille de Madrid, où l’armée franquiste commandée par le général Varela affronta un conglomérat hétérogène de combattants placé sous le commandement du lieutenant-colonel Vicente Rojo Lluch. Bien que l’armée franquiste réussît à franchir le río Manzanares et à s’emparer de plusieurs quartiers périphériques, elle sera finalement repoussée, dans des combats au corps à corps, principalement dans la Cité universitaire. Le , après plusieurs tentatives par l’ouest et malgré l’appui à partir du des avions allemands de la légion Condor, Franco dut ordonner l’arrêt de l’offensive et reconnaître l’échec. Grâce à la résistance de Madrid, la République pourra contenir l’avancée franquiste pendant plus de deux ans. La défense de Madrid fut la première, et de fait, l’unique victoire de l’armée populaire, et laissa entrevoir que la Guerre civile se transformerait en une longue guerre d’usure, sabordant le plan des nationalistes d’arracher une victoire relativement rapide.