Elokuussa 1936 Saksa lähetti Espanjaan Legion Condorin, joka oli sisällissotaa varten perustettu Luftwaffen yksikkö. Jo marraskuussa siihen kuului yli sata lentokonetta ja 5 000 miestä kenraalimajuri Hugo Sperrlen johtamana. Vapaaehtoisista lentäjistä koostunut Legion Condor suoritti sodan aikana useita pommituslentoja, joista tunnetuin on huhtikuussa 1937 tapahtunut Guernican pommitus, jonka yhteydessä kuoli ainakin 200–300 siviiliä. Se oli yksi maailman ensimmäisistä siviilikohteita vastaan tehdyistä pommituksista ja se tuomittiin laajalti kansainvälisesti. Sisällissodassa Luftwaffe testasi Stuka-syöksypommittajia, joiden ulvonnasta tuli myöhemmin salamasodan tunnuspiirre. Saksa otti taistelukäyttöön myös ensimmäistä kertaa Messerschmitt Bf 109 -lentokoneen, koska neuvostoliittolainen Polikarpov I-16 tarjosi vanhoille kaksitasokoneille liian kovan vastuksen.