En produir-se la revolta militar es va mantenir fidel a la República. A l'agost es va traslladar amb les seves forces a Andalusia i va participar en la Ofensiva de Còrdova organitzada pel general Miaja, que va resultar en un estrepitós fracàs. En l'atac contra la capital cordovesa, Armentia va arribar a manar una de les columnes republicanes. Durant la resta de la contesa va manar l'artilleria adscrita a l'Exèrcit d'Andalusia. El 5 de maig de 1938 ascendí al rang de coronel.