A les darreries del mes de juliol, el fet que el fracàs del cop d’Estat dels militars abocava Espanya cap a la Guerra Civil era indiscutible. D’aquesta manera, tant per part dels rebels com per part de la República van iniciar-se els preparatius militars per anar a alliberar els territoris que havien quedat sota el poder de l’enemic.
L’armada i l’exèrcit de l’aire van declarar-se majoritàriament fidels a la República. Al principi, l’exèrcit colonial sota el comandament de Franco va quedar bloquejat al Marroc per la flota republicana. En canvi, mentre el govern republicà es trobava amb problemes per rebre ajuda del govern frontpopulista francès i l’hostilitat de la Gran Bretanya, Franco va rebre l’ajuda de l’Alemanya nazi i la Itàlia feixista.
Al centre de la Península, al nord de Madrid, ben aviat va quedar configurada una línia de front a tot el llarg de la Sierra del Guadarrama, on el general Mola havia enviat les seves tropes des de Navarra amb la intenció de conquerir Guadalajara i després Madrid. El pas de Somosierra i el pas del Alto de los Leones van ser els dos punts on va quedar concentrada l’ofensiva rebel dels primers moments. Mentrestant, a Toledo, el general Moscardó, reclòs a l’Alcázar amb un centenar de militars i les seves famílies, iniciava una resistència al setge republicà que es convertiria en un mite de l’Espanya franquista.
Pel que fa al nord, el general Mola va enviar, també des de Navarra, una expedició directa a Guipúscoa, on s’establiria una altra línia de front. En paral·lel, a Astúries, el coronel Aranda hauria de fer front al setge d’Oviedo, imposat pels miners que havien acabat de vèncer la resistència de la caserna de Simancas, a Gijón.
A Andalusia, la iniciativa també va córrer a mans dels militars insurrectes gràcies al trasllat a la Península de les tropes de l’exèrcit de l’Àfrica (la Legió Estrangera i els regulars marroquins) comandat pel general Franco. Amb avions de transport cedits per l’Alemanya nazi, en pocs dies les posicions nacionals a l’Andalusia occidental van veure’s reforçades, a la vegada que es reunia un important contingent de tropes que haurien d’iniciar una ofensiva cap al nord amb l’objectiu de tallar els contactes republicans amb la frontera portuguesa i prendre Madrid, símbol del poder republicà.
Per contra, en terres de l’Aragó, l’ofensiva va ser iniciada des de Catalunya i el País Valencià. Després d’haver esclatat la rebel·lió i davant la desmembració patida per l’exèrcit, l’hegemonia era dels treballadors. I així, en arribar notícies del triomf de la sublevació a les capitals aragoneses, les diverses organitzacions obreres i populars van formar milícies de voluntaris per anar al front.
Des de Catalunya, la central anarcosindicalista CNT va enviar els primers voluntaris a la conquesta de Saragossa i Osca en una data tant immediata com el 23 de juliol, i en els dies següents farien el mateix el POUM, la UGT, l’Esquerra Republicana de Catalunya i el PSUC. En total, les milícies van sumar uns 30.000 homes, amb clara majoria de militància cenetista. De la mateixa manera, des del País Valencià també van sortir columnes republicanes en direcció al front de Terol. La resistència dels nacionals en les tres capitals aragoneses, però, va aturar l’abast de l’ofensiva miliciana i el front d’Aragó va tendir a estabilitzar-se en els límits fixats durant les primeres setmanes de la guerra.
De la mateixa manera, l’ofensiva republicana a Mallorca, organitzada per la Generalitat de Catalunya durant l’agost i comandada pel general Bayo, tampoc va assolir els seus objectius i va acabar esdevenint un fracàs contundent. El fet que Mallorca estigués en mans dels nacionals va permetre a Franco comptar amb una plataforma logística decisiva de cara a l’ús de l’aviació italiana establerta a l’illa.
Durant els mesos d’agost i setembre de 1936, els exèrcits de Franco van protagonitzar una ofensiva en direcció a Extremadura i a la zona centre que va culminar amb la presa de Badajoz per part de les tropes del general Yagüe i va possibilitar l’enllaç de l’exèrcit de l’Àfrica amb el del Nord comandat per Mola. L’èxit de la campanya, acompanyada d’una ferotge repressió contra tota resistència popular, es tancaria amb la posterior conquesta de Toledo, posant fi al setge de l’Alcázar, cap a finals de setembre.
D’altra banda, al nord, durant aquests mesos, l’ofensiva nacional va fer-se amb Irún i Sant Sebastià, amb la qual cosa els insurrectes s’asseguraven el control de la frontera basca amb França.
Les victòries franquistes, relativament fàcils, assolides en els primers mesos del conflicte van fer pensar els insurrectes amb una senzilla conquesta de Madrid que aplanés el camí cap a la victòria. Amb aquest objectiu van iniciar-se els preparatius per a realitzar l’ofensiva sobre la capital, campanya que ocuparia el centre d’atenció militar des de finals d’octubre de 1936 fins a finals de març de 1937. Madrid esdevenia així el principal front de guerra.
Tanmateix, l’ofensiva franquista sobre Madrid va topar amb una resistència més forta de la que esperaven els militars. Davant la possibilitat de la caiguda de la capital, el 29 d’octubre, va decretar-se la mobilització general per aturar l’ofensiva i la República va veure’s obligada a desplaçar-hi tropes procedents d’altres fronts. Els combats van ser intensos als ravals de la ciutat, fortificats per a la defensa. És el moment del naixement de consignes que esdevindrien mítiques per a la resistència republicana com “¡No pasarán!” o “¡Madrid será la tumba del fascismo!”.
L’ofensiva franquista sobre Madrid va obligar el govern de la República a exiliar-se a València, el 6 de novembre, davant el temor de caure presoners en mans dels rebels. El govern de la capital recauria aleshores sobre una Junta presidida pel general Miaja, mentre que la direcció militar de la defensa va ser confiada al comandant Rojo.
Malgrat l’atac frontal dels insurrectes i les constants incursions aèries, Madrid va resistir en mans dels republicans, que mantindrien el seu domini a la capital fins al final del conflicte. L’arribada de les primeres Brigades Internacionals, de les primeres remeses d’armament soviètic i de les columnes de voluntaris catalans (d’entre elles una dirigida pel líder anarcosindicalista Buenaventura Durruti que perdria la vida durant la defensa de Madrid en circumstàncies estranyes) van ser decisives en la resistència madrilenya davant els franquistes.
Un cop rebutjat l’intent d’ocupar Madrid, els insurrectes van iniciar dues maniobres d’encerclament per aïllar la capital i tallar les comunicacions amb el govern republicà establert a València. La primera acció va derivar en la Batalla del Jarama (febrer de 1937), en la qual els insurrectes van ser detinguts pels republicans. Una segona ofensiva nacional va comportar la Batalla de Guadalajara (març de 1937), escenari en el que les tropes italianes aliades dels franquistes van ser derrotades de forma contundent per l’Exèrcit Popular de la República en la primera victòria republicana realment important. D’aquesta manera, les contraofensives republicanes, victorioses als fronts del Jarama i Guadalajara, va permetre una relativa estabilització del front de Madrid.
Tot i els èxits en la defensa de Madrid, el febrer de 1937, les tropes de Queipo de Llano van bombardejar i ocupar Màlaga, provocant un èxode de població republicana i reduint més encara el territori andalús en mans de la República.