1936年7月18日至1939年4月1日，西班牙发生内战，主要原因是种种社会矛盾诱使左右翼互相攻击、政府改革失败、旧势力军人和宗教人士不满，长期下来使得对立走向武装斗争，最后在右翼军人的策划下引发了内战。由共和国总统曼努埃尔·阿扎尼亚的共和政府军与人民阵线左翼联盟对抗弗朗西斯科·佛朗哥的国民军和长枪党等右翼集团；共和政府有苏联和墨西哥的援助，佛朗哥国民军有纳粹德国、意大利和葡萄牙支持。西班牙内战成为意识形态的冲突和轴心集团与共产势力的代理战争，被认为是第二次世界大战的前奏。1939年4月，西班牙国民军获得胜利，西班牙第二共和国解体，由佛朗哥施行独裁统治，波旁王朝复辟（唯王位悬空）。
西班牙是最早的海上霸主国家，在海外拥有不少殖民地和领地。1936年7月18日，驻北非摩洛哥和加那利群岛的西班牙殖民军在佛朗哥、莫拉等将领策动下发动叛乱。西班牙陆军和空军大约有12万名军官和士兵支持叛乱，摩洛哥人组成的“外籍军团”参加了叛乱。叛军趁政府犹豫之际，迅速占领西属摩洛哥、加那利群岛、巴利阿里群岛以及西班牙本土北部和西南各省，7月30日在布尔戈斯成立“国防执政委员会”，企图南北夹击马德里，进而夺取全国政权。
叛乱发生后，西班牙各阶层人民拿起武器，保卫共和国，两天内有30万人报名参加人民警卫队。马德里、巴塞罗那、巴伦西亚、卡塔赫纳、马拉加、毕尔巴鄂等大中城市的叛乱很快被平息。叛军仅控制南方的安达卢西亚和北方的加利西亚、纳瓦拉、旧卡斯蒂里亚等经济落后省份。共和军则控制了所有的工业和政治中心、主要港口、交通干线和重要农业区。
内战爆发后，佛朗哥派特使赴纳粹德国，与德国航空部长戈林会晤。希特勒决定介入西班牙内战，命令11架Ju-52运输机、6架He-51战斗机、85名党卫军乘“乌萨拉莫”号客轮，前往德军驻扎的摩洛哥。
9月下旬，希特勒发布“奥托行动”，动员更多士兵援助佛朗哥，给佛朗哥24辆坦克、少量高射炮和无线电设备。德国海军也派出战舰和潜艇进入战区。自1936年11月开始，希特勒派出了500人的军队和兀鹰军团，92架新型飞机，包括性能最佳的BF-109战斗机。据统计，多达19000名德国人参与了西班牙内战。
西班牙内战爆发后，墨索里尼派出12架SM-81轰炸机协助佛朗哥运输非洲军团至本土，并派正规军参与西班牙内战。尽管墨索里尼派出比希特勒多的地面部队，但提供的战略资源不多，只有68架飞机和几百支小型武器。而意大利皇家海军在地中海发挥了重大作用，封锁共和国海军。在西班牙内战中，有超过75000名意大利士兵为国民军战斗。葡萄牙政府没有正式宣战，但提供了港口和少量军需物资，另有8000名志愿军与国民军一同作战。
在美洲国家中，墨西哥公开表示支持共和政府，拒绝遵从法、英的不干涉提议。墨西哥为共和政府提供了200万美元的援助和两万支步枪，28万颗子弹，8门大炮和少数美国制造的飞机等。墨西哥最重要的帮助是庇护许多来自西班牙的政治难民。
1936年8月，叛军在德、意干涉军支援下，从葡萄牙边境向马德里发动进攻。9月，叛军和干涉军切断共和国北部与法国的联系。9月28日，叛军占领马德里西南托莱多地区，随后分四路进逼马德里。11月6日，叛军进抵马德里城郊，共和政府迁往巴伦西亚，并组建兵力达30万人的军队。在国际纵队配合下，共和军和民兵在马德里以西构筑三道防线。叛军在德、意的坦克和飞机支援下，从西南方向发起猛攻，一周内占领大学城3/4地区。共和军给叛军迎头痛击。25日叛军停止进攻。为缩小包围圈，叛军于12月13日出动17000人在马德里西北接近地实施突击，经1个月激战，切断了马德里通往埃尔埃斯科里亚尔的公路。
1937年2月6日至27日，在意大利干涉军支援下，叛军在马德里东南的哈拉马河谷发起进攻，企图切断马德里至巴伦西亚公路，完成对马德里的合围。共和军实施反击，粉碎叛军从东南方向合围首都的企图。为牵制共和军，叛军在南部科尔多瓦、格拉纳达、直布罗陀一线实施进攻，占领蒙托罗、马拉加后转入防御。
3月8日，意大利干涉军对瓜达拉哈拉实施突击，企图配合叛军夺取马德里。共和军投入3个师的兵力顽强防御，至22日终于粉碎意大利干涉军的进攻。
西班牙内战期间，国联呼吁其他国家保持中立，并试图抵制各势力的武器流入西班牙，但成效极低。美国认为苏联参与了1931年西班牙推翻皇室的活动，因此对共和政府予以敌视。
苏联是共和政府主要的援助者，虽然斯大林签署过西班牙内战的不干涉协议，但在1936年10月宣布“若德意两国不停止军援国民军派，苏联将不受不干涉协议的约束”，之后秘密提供共和军约806架飞机、362辆坦克和1555门大炮，派出少数军事顾问到西班牙。在内战爆发后，苏联共产国际组织全球50多个国家的志愿者，编为国际纵队，亦称国际旅，前往西班牙，与共和军共同对抗国民军。进入西班牙的苏军总数不超过700人，但经常开着苏制坦克和飞机与共和军并肩作战。共和政府则以西班牙银行的国家黄金来支付苏联的军备，总价值超过5亿美金，占共和国全国黄金量的2/3。1938年，苏联撤回军事顾问与志愿军。
叛军在马德里遭到失败后，从1937年6月起，把进攻重点转向北部，集中15万兵力，其中绝大部分是意大利干涉军，对毕尔巴鄂发起进攻，遭60000共和军坚决抵抗。6月20日，叛军凭借兵力优势攻占毕尔巴鄂。为减轻北部的压力，7月和9月，共和军在马德里西北的布鲁内特和东部战线萨拉戈萨以东发动两次进攻战役，但未能制止叛军对北部战线的攻势。10月22日，共和军在阿斯图里亚斯的最后一个根据地希洪陷落。10月28日，共和政府迁至巴塞罗那。
12月5日，共和军为粉碎叛军再次进攻马德里的企图，在东部战线对叛军主要根据地特鲁埃尔发起进攻，一度解放该城，但共和军未能按计划发展进攻，在孤立无援情况下苦战两个月，终于1938年2月15日放弃特鲁埃尔。特鲁埃尔战役使共和军伤亡25000人，损失飞机超过100架。
叛军和干涉军乘机将作战重点转向东部战线。1938年3月，佛朗哥在埃布罗河谷投入5个军的兵力以及几乎全部飞机、坦克，在德、意干涉军配合下向阿拉贡发起进攻，而共和军在东部战线仅有11个师。9日，叛军和干涉军突破共和军防线，至4月15日将共和军控制区分割成两部分。接着，叛军和干涉军分兵出击，南攻巴伦西亚，北进巴塞罗那。
为扭转战局，1938年7月，共和军在埃布罗河地区投入10多万兵力，发动内战以来规模最大的进攻战役，即埃布罗河战役。经3个多月鏖战，歼敌80000余人，击落击伤敌机200余架，但由于人力物力得不到及时补充而被迫转入防御，未达预期战役目的。这次战役共和军损失60000人，致使战局空前恶化。在此期间的9月21日，共和国应国联要求，解散国际纵队，试图换取英、法对德、意的压力，撤回干涉军，未果。
1938年12月23日，叛军和干涉军出动20多个师共40万人的兵力，发动决定战争胜负的加泰罗尼亚战役。共和军在战役后期边打边撤。1939年1月26日，加泰罗尼亚首府巴塞罗那失陷。2月8日，共和军控制的最后一个据点菲格拉斯失陷，25万共和军越过法国边境后被解除武装。次日，叛军和干涉军进抵法西边境，2月11日加泰罗尼亚全境被占领。2月27日，英、法政府宣布承认佛朗哥政权，断绝与西班牙共和国的外交关系。3月3日，共和国卡塔赫纳海军基地爆发叛乱。3月5日，中部战线司令卡萨多上校在马德里发动军事政变，宣布接管政权，并向叛军敞开进入马德里的大门。28日，叛军和干涉军进入马德里和巴伦西亚，战争结束。
西班牙内战是二战前世界民主进步力量同法西斯势力的一次较量，结果是人民阵线领导的共和政府被颠覆，佛朗哥在德、意法西斯庇护下建立法西斯专政，并加入《反共产国际协定》；德、意两个法西斯国家在战争中相互勾结，并在战后正式结成同盟，使欧洲政治关系和战略格局发生有利于德、意的重大变化。