Tomó parte en la guerra del Rif, durante la cual obtuvo varios ascensos y mandó varias unidades. En el transcurso de la guerra civil Miaja fue una persona clave en la defensa de Madrid, entre noviembre y diciembre de 1936, ostentando la jefatura de la Junta de Defensa. Posteriormente dirigió el Ejército del Centro y tomó parte en conocidas batallas como Jarama, Guadalajara o Brunete, y luego el Grupo de Ejércitos de la Región Central (GERC). Ello le convirtió en el jefe militar republicano de la zona Centro-Sur. En el transcurso de la contienda concentró más poder militar que ningún otro general republicano. Sin embargo, su actitud y su desempeño militar en determinados casos han generado dudas en la historiografía.