El 1933 von Richthofen s'uní a la Luftwaffe, sent un dels oficials comandants a la Legió Còndor el 1936 durant la Guerra Civil espanyola. Comandà formacions de combat, i el 1937 es produí el Bombardeig de Guernica, amb un gran nombre de víctimes civils, i una acció que esdevindria un dels símbols dels horrors dels bombardeigs aeris. Von Richthofen va ser nomenat Cap d'Estat Major d'Hugo Sperrle, i va estar molt involucrat en l'esbós de les lliçons que la Guerra Civil podria aportar a la Luftwaffe per la II Guerra Mundial. El 1938 va ser promogut a Major General i serví com a assessor del General Franco fins al seu retorn a Alemanya el 1939 per assumir el comandament de la retornada Legió Condor.