Col·laborà en la lluita contra els insurrectes al Principat de Catalunya, que no aconseguiren el seu objectiu i poc després decidí muntar una operació naval amb les columnes de Baleares i Uribarri per alliberar Mallorca i Eivissa, on sí que havia prosperat l'aixecament. La flota prengué Eivissa i Formentera, alliberant el poeta Rafael Alberti i la seva muller María Teresa León, i després de passar per Menorca, on no havia reeixit el cop, es desplaçà a Mallorca per començar la invasió. El desembarcament es produí el 16 d'agost de 1936 a Portocristo i les escaramusses duraren vint dies. La resistència dels insurrectes fou major de l'esperada, especialment per la compra d'hidroavions a Itàlia, pagats pel financer Joan March, que metrallaren la zona alliberada pels republicans. Atesa la manca de reforços - demanats per Bayo - les columnes expedicionàries s'hagueren de retirar vint dies després, prou ordenadament, després d'haver patit nombroses baixes. Bayo fou jutjat per l'afer, però en fou absolt finalment.