Народная армия успешно отразила наступление противника на Мадрид в ноябре 1936 года и заставила его изменить направление своих ударов. Фашисты перешли в наступление на реке Харама, южнее Мадрида. Их поддерживали немецкие танки, артиллерия и авиация. Здесь противнику противостояли не разрозненные отряды милиции, а регулярная Народная армия. Измотав противника в оборонительных боях, ее части 18 февраля 1937 года предприняли решительные контратаки и оттеснили врага к его исходным позициям на реке Харама. Это было первое крупное сражение, выигранное Народной армией.
8 марта 1937 года мятежники, поддержанные итальянским экспедиционным корпусом, предприняли новое наступление на Мадрид, но теперь с севера, из района Гвадалахары, имея перед собой лишь плохо вооруженную дивизию неполного состава. Прорвав фронт, противник устремился на Мадрид. Однако республиканское командование сумело перегруппировать силы с южного на северный участок мадридского фронта, перебросило сюда значительные силы авиации. Измотав противника в упорных оборонительных боях, 18 марта республиканцы нанесли мощный контрудар и отбросили противника от Мадрида. Под Гвадалахарой Народная армия доказала способность не только успешно обороняться, но и успешно наступать.
С 30 марта 1937 года войска Франко перешли в наступление на Страну Басков, имея целью овладеть береговой линией Бискайского залива. Затяжные бои продолжались до осени. Чтобы сломить моральный дух басков, фашисты впервые перешли к «стратегии нового типа», ставящей целью принуждение противника к капитуляции посредством террора. 26 апреля 1937 года город Герника с пятитысячным населением, самый древний из городов Страны Басков, расположенный в шести километрах от линии фронта, подвергся варварской бомбардировке германской и итальянской авиацией. Позднее начальник штаба легиона «Кондор» напишет об операции 26 апреля как о «самой удачной» из всех, осуществленной его бомбардировщиками с начала наступления франкистов на Страну Басков.
Трагедия Герники — первая в «тотальной войне», развернутой фашизмом и милитаризмом в Европе и Азии. Ее продолжением будет разрушенный Ковентри, атомная бомбардировка Хиросимы.
В начале мая в Народной армии имелось более 410 тысяч человек, у франкистов — 258 тысяч. Благодаря помощи Советского Союза защитники республики добились перевеса сил в танках и авиации. Если в ноябре 1936 года у них было 98 самолетов, в марте 1937-го — 118, в мае — 226, то в июне — 278, в то время как у мятежников и интервентов в июне имелось 230 самолетов.
Летом и осенью 1937 года Народная армия провела несколько наступательных операций. Особенно значительными из них были под Мадридом (в июле) и в районе Сарагосы (в августе — сентябре). В декабре 1937 года, чтобы не допустить готовившегося фашистами наступления на Мадрид, республиканцы провели крупную операцию под Теруэлем. Они имели 135 орудий, 92 танка, 60 броневиков. Здесь была сосредоточена почти вся республиканская авиация. К 22 декабря части Народной армии завершили окружение города, а в начале января 1938 года овладели им.
Хотя Народная армия показала возросшую боеспособность, но конечные цели ее наступательных операций не были достигнуты, а результаты скоро утрачены, что резко ослабило ее позиции. Причин для этого имелось много. Главная же была в том, что республиканцы стремились сразу овладеть многими второстепенными объектами, а это распыляло их силы. Не было у них и четкого стратегического плана ведения войны, вследствие чего тактические успехи на одних фронтах не поддерживались на других. Да и высший командный состав был в плену пассивно-оборонительной стратегии и не соответствовал требованиям времени и уровню решаемых задач. О его косность и инертность, профессиональные предрассудки и обветшалые традиции разбивался революционный энтузиазм масс, воодушевленных революционными идеями и целями и готовых к смелой и решительной борьбе.
С потерей ряда провинций страны в армии и руководстве некоторых партий Народного фронта все более росли капитулянтские настроения, утрачивалась вера в возможную победу.
Единое командование Народной армией, несмотря на предложения коммунистов, так и не было создано, что также пагубно сказывалось на общем положении в армии. Главный военный советник Г.М. Штерн, прибывший в Испанию из СССР, в этой связи сделал заключение: «Боясь коммунистов, “вожди “ хотят растащить или угробить основную силу революции — мадридскую армию, а если надо, то и с Мадридом вместе…»