Предполагаемый глава будущей Испании генерал Санхурхо разбился на самолете, пытаясь добраться до основных сил, во главе мятежа встал Франко. Вопреки надеждам генералов, Муссолини не решился на первых порах поддержать их выступление, опасаясь осложнения отношений с Англией и Францией, заявивших о поддержке действующего в Испании правительства. Франко призвал Бейгбедера срочно связаться с Канарисом. Гитлер, отнесшийся скептически к шансам заговорщиков на успех, все же выделил им самолеты для проведения операции по переброске воздухом военных частей генералов в метрополию. Уже 27 июля 1936 года первые «юнкерсы» вылетают в Испанию.
Во время военного конфликта и после него на Иберийском полуострове действовала мощная немецкая агентурная сеть, одна часть из которой состояла из оставшихся в Испании еще со времен Первой мировой агентов, другая — немецких офицеров — эмигрантов, переехавших сюда в 20–30 годы.
Нити разведывательной сети Канариса тянулись в Париж, к морскому офицеру Лицману, организовавшему во французской столице пункт сбора информации и встреч немецкого командования и сотрудников абвера с посланниками Франко. Вместе с тем, капитан фон Вурцбергер развил бурную деятельность среди басков. После направления в Испанию немецких летчиков (легион «Кондор») и солдат регулярной немецкой армии под видом добровольцев Канарис организовал в Саламанке и Бургасе мощный разведывательный центр. Получив согласие шефа абвера, принимали посильное участие в испанских событиях и сотрудники СД.
Немецкие спецслужбы занимались внедрением агентов в республиканскую армию, на помощь которой съезжаются коммунисты, социалисты и им сочувствующие со всего мира. Много среди них было и немцев, так что абвер, забрасывая в республиканские войска своих агентов под видом добровольцев, трудностей не испытывал.
Параллельно шла борьба немецкой военной разведки с советским разведывательным присутствием в районе конфликта — через разведсети СССР в Испанию шли поставки оружия.
Занимался Канарис и координацией поставок франкистам немецких вооружений. Причем отдельные случаи переброски в Испанию оружия имели место и до мятежа, в начале 1936 года. Абвер создал «Центральную контору ветряных двигателей», используя ее в качестве прикрытия для контрабанды оружия из Германии, которое везли под видом молодого картофеля. С началом боевых действий этот процесс приобрел промышленные масштабы: только за два месяца Берлин поставил Франко 237 самолетов. Дополнительно испанским националистам были выделены военные строительные материалы на сумму 230 миллионов рейхсмарок.
На фоне оказания Берлином помощи испанским генералам и «не смертельной» реакции на это со стороны ведущих западных держав спустя три недели принял решение включиться в конфликт и Муссолини. Авбер в дальнейшем активно сотрудничал с итальянской Службой военной информации (СИМ).
Совместно со своими итальянскими и испанскими коллегами агенты немецкой военной разведки занимаются на территории Испании организацией диверсий. Была предпринята и попытка устранения лидеров республиканцев — коммунистов Долореса Ибуррари, Висенте Урибе, Педро Чека. Однако, заговор был раскрыт, а их охрана усилена.
Сотрудники абвера действовали, порой, авантюрно. Так, известен случай, когда агенты Канариса под видом сочувствующих умудрились продать республиканцам оружие. Те, ознакомившись с образцами, убедились в его высоком качестве и тут же заплатили наличными. Привезя же его в Испанию, они с удивлением обнаружили, что вся партия за исключением тех самых оцененных ими образцов оказалась браком.
Продолжилось сотрудничество абвера с франкистами и после успешного для них окончания гражданской войны в Испании. Накануне начала Второй мировой в Мадриде, Барселоне и морокканском Тетуане в немецких дипломатических представительствах немецкой военной разведкой была создана «Военная организация». Агенты Канариса получили возможность постоянно следить за проходом морских судов через Гибралтарский пролив, а также за кораблями, стоящими на рейде самого британского Гибралтара. Для этого им было нужно лишь подняться на крышу занимаемого ими здания и правильно настроить оптические приборы.
Дело Тухачевского