Debido a las derrotas del verano, en septiembre la aviación republicana fue reformada internamente y desde octubre contó con la llegada de aviones y técnicos soviéticos, circunstancia que le dio la supremacía aérea. Esto se manifestó plenamente durante las batallas de Jarama y Guadalajara, y del largo asedio a Madrid, donde logró controlar los cielos frente a italianos y alemanes. La superioridad aérea de los republicanos empezó a decaer tras la Batalla de Brunete, donde los Messerschmitt Bf 109 y los Heinkel He 111 de la Legión Cóndor impusieron su dominio. Las pérdidas materiales de ambos fueron ilustrativas: 100 aviones republicanos de las FARE frente a los 23 que perdieron los sublevados y alemanes. Brunete significó el comienzo de la superioridad aérea del Bando sublevado durante el resto de la contienda.