Las tropas que se retiraban del frente debían atravesar obligatoriamente Guernica para llegar hasta las posiciones del "Cinturón de Hierro". La villa de Guernica era la capital cultural e histórica de los vascos; tenía antes del ataque una población de unas 7000 personas, a las que habría que añadir un gran número de tropas, que se retiraban para preparar la defensa de Bilbao, y refugiados que huían del avance de las tropas franquistas. En ese momento no tenía ningún tipo de defensa antiaérea, aunque sí tenía tres fábricas de armas, una de ellas de bombas de aviación. El ataque empezó a las 4.30 de la tarde del 26 de abril de 1937 y aunque posteriormente se dijo que el objetivo de la operación era la simple voladura de un puente, el hecho real es que tanto el puente como una fábrica de armas, situada en las afueras de la población, resultaron intactos. No obstante, el ataque fue devastador: los bombarderos lanzaron una gran cantidad de bombas medianas de 250 kg, livianas de 50 kg y más de tres mil proyectiles incendiarios de aluminio de 1 kg sobre el casco urbano de la ciudad. Los cazas Heinkel He 51, entretanto, disparaban en vuelo rasante a las tropas que huían del lugar. El ataque provocó un gran rechazo internacional, además de un reforzamiento de la actitud de resistencia de los vascos; Mola quedó disgustado con el ataque, y aunque este fue obra de alemanes e italianos, no se ha terminado de establecer su grado de conocimiento sobre el asunto.