En el bando republicano, además, se procedió a la entrega de armamento a los militantes de las organizaciones obreras para que estos también hicieran frente a los rebeldes, por orden expresa del Gobierno Giral y una decisión que no estuvo exenta de críticas. Así, se creó un Ejército de milicias pues en la zona republicana muchas unidades militares habían quedado desarticuladas y los oficiales profesionales eran incapaces de hacerse obedecer. Durante la Campaña de Extremadura estas milicias fueron incapaces de hacer frente a los soldados del Ejército de África, situación que continuó hasta que las Fuerzas sublevadas se acercaron a Madrid. El nuevo gobierno republicano formado en septiembre, bajo el liderazgo de Francisco Largo Caballero, procedió a llevar a cabo una reestructuración de las Fuerzas Armadas durante los siguientes meses. Ese mismo mes las Fuerzas Aéreas se reorganizaron, quedando bajo el control de Ignacio Hidalgo de Cisneros, mientras que en el mes de octubre se creó un nuevo "Ejército Popular de la República", que sustituiría a las antiguas milicias mediante su militarización. Esto coincidió con la llegada del armamento soviético a partir de finales de mes, que incluía municiones, ametralladoras, los tanques T-26 o los veloces cazas Polikarpov I-15 "Chato" y Polikarpov I-16 "Mosca".