Östlich von Madrid fand vom 6. Februar bis 27. Februar die Schlacht am Jarama bei der Stadt Arganda del Rey statt. Francos Ziel war es, die republikanische Verbindung zwischen Madrid und Valencia zu durchtrennen, um danach Madrid einnehmen zu können. Obwohl es ihm und der Irish Brigade gelungen war, den Fluss Jarama zu überqueren, gelang es den nationalistischen Truppen letztendlich nicht, die Verbindung Madrid–Valencia zu unterbrechen. Die Gegend verlor danach an strategischer Bedeutung und es kam zu einem Grabenkrieg. Der Schlacht forderte schwere Verluste (6.000–20.000) auf beiden Seiten. Eine ähnliche nationalistische Offensive, die Schlacht bei Guadalajara, war eine weitere Niederlage für Franco und seine Armeen. Es erwies sich als der letzte größere republikanische Sieg und half die Moral der Truppen zu stärken. Die Republikaner erbeuten eine große Menge von dringend benötigtem Kriegsmaterial (35 Artilleriegeschütze, 85 Maschinengewehre und 67 Fahrzeuge). Die Italiener verloren etwa 6.000 Mann und eine große Anzahl Panzer und Flugzeuge. Der Sieg verhinderte zudem den Versuch der erneuten Umschließung Madrids und zerstörte die Hoffnungen Francos, der Republik durch die Einnahme Madrids im März 1937 den finalen Schlag zu versetzen. Er entschied sich nun für eine neue Strategie und konzentrierte seine militärischen Anstrengungen auf den Norden.