El 20 de agosto Miaja lanzó una ofensiva contra Córdoba. Si la guarnición de la ciudad inicialmente había sido muy débil, para entonces se había logrado reforzar lo suficiente para poder resistir un ataque potente. Las fuerzas del general Varela reforzaron las posiciones en Alcolea, que fueron un punto crítico durante el ataque. Las columnas republicanas, especialmente la liderada por Pérez Salas, lograron acercarse a los alrededores de la ciudad, pero no lograron penetrar en la misma. Aviones procedentes del aeródromo de Tablada diezmaron a la columna de Pérez Salas cuando estaba se encontraba a apenas ocho kilómetros del centro urbano. El ataque se dio por finalizado el 22 de agosto. Poco después, las unidades sublevadas contraatacaron y fueron tomando las localidades situadas en los alrededores de Córdoba; en muchas poblaciones tras la conquista se desató una fuerte represión. Por ejemplo, en Palma del Río un terrateniente local asesinó a 300 simpatizantes republicanos. Las fuerzas de Varela conquistaron Cerro Muriano el 6 de septiembre, tras un sangriento asalto de las tropas marroquíes. Muy quebrantadas, las fuerzas republicanas se retiraron hacia Montoro. Este fracaso alejó la amenaza que se cernía sobre la capital cordobesa, al tiempo que las fuerzas republicanas no volvieron a lanzar ninguna nueva ofensiva.