Mens Castro og de overlevende fra det mislykkede angrepet på militærleiren (juli 1953) satt fengslet på Isla de la Juventud (september 1953 – mai 1955), sørget Celia for matforsyninger og kommunikasjon med fastlandet, og mens Castro dannet sin geriljagruppe i Mexico (mai 1955 – desember 1956), var det Celia som ivaretok informasjonsflyten mellom Castro og lederne i 26. juli-bevegelsen som befant seg på Cuba. Etter Granmas ankomst til Cuba, var det også hun som først bistod Castro og de 11 andre utsultede overlevende med mat, utstyr og våpen. Under kamphandlingene mot Fulgencio Batistas tropper i Sierra Maestra viste hun seg å være en fremragende organisator som stadig forsynte Castros revolusjonære gruppe med nye rekrutter og nesten alt de trengte av forsyninger. I mange tilfeller organiserte hun motstandsarbeidet så kloss opp til Batistas politi og militærenheter at det nærmest var et under at hun ikke ble tatt (Alvarez 1996).