Implicado muy directamente en la conspiración militar contra la República, la noche del 18 de julio el general Domingo Batet intentó sustituir —sin éxito— a Gistau por el teniente coronel Natalio López Bravo. Gistau ordenaría la detención del general Julio Mena Zueco —enviado a Burgos por el gobierno republicano para hacerse cargo del mando de la 11.ª Brigada de Infantería—. Tras ello se unió a la sublevación militar, haciéndose cargo provisionalmente del mando de la VI División Orgánica. Con fuerzas de infantería, artillería y voluntarios organizó una columna que, bajo su mando, marchó sobre Madrid, si bien su avance fue detenido en Guadarrama. Posteriormente, la presión enemiga le obligaría a retirarse hacia posiciones más al norte. Tras esto, no volvería a ocupar puestos de relevancia. A finales de 1937 fue nombrado gobernador militar de León.