К тому времени выявились серьезные недостатки народной милиции. Её отряды создавались различными партиями и организациями и не желали подчиняться единому командованию. Каждый отряд располагал собственным транспортом, казармами, базами снабжения. Отсутствие дисциплины приводило к тому, что части самовольно покидали позиции, огромная масса вооруженных людей не участвовала в боевых действиях на фронтам. Коммунисты призывали к созданию регулярной армии, и еще в начале войны они создали первую боевую единицу будущей народной армии — 5-й полк. Но не все партии Народного фронта понимали необходимость создания такой армии. Часть из них (республиканские партии) пыталась возродить армию старого образца, другие (левое крыло социалистов и анархисты) были убеждены в том, что только народная милиция обеспечит победу. Пока же шли споры, мятежные войска, которые к тому времени возглавил генерал Ф. Франко, продвигались к Мадриду, Положение на этом участке фронта становилось все более угрожающим.
В начале октября 1936 года было создано первое правительство Народного фронта во главе с лидером левого крыла ИСРП Ларго Кабальеро. В нем было представлено большинство партий и организаций, входивших в Народный фронт, в том числе и коммунисты. Перед лицом растущей угрозы поражения правительство приняло ряд мер по организации обороны столицы. Началось формирование первых бригад регулярной народной армии, строительство оборонительных линий. Большую помощь в решении этих задач республиканцам оказали советские военные советники. Но пока создавались первые части народной армии, отряды народной милиции под ударами войск мятежников откатывались к Мадриду. Именно в эти тяжелые дни в Испанию стали прибывать первые группы добровольцев-антифашистов, желавших сражаться с фашизмом на испанской земле. В городе Альбасете был создан центр формирования интернациональных бригад. За короткий срок были созданы, вооружены и обучены четыре интербригады, принявшие участие в сражениях за Мадрид в самые тяжелые дни, когда фашистские войска вышли к окраинам города.
В этих боях приняли активное участке и советские добровольцы: танкисты, летчики, артиллеристы. Однако число иностранных добровольцев, сражавшихся в интербригадах в разное время и на различных участках фронта, в несколько раз уступало численности интервенционистских войск. До октября 1938 года, когда интербригады были расформированы, через них прошло около 50 тысяч иностранных бойцов и столько же испанских. В них сражались представители 54 стран мира, люди самых различных политических убеждений, классовой принадлежности и религиозных взглядов. Но всех их объединяла «одна, но пламенная страсть» — ненависть к фашизму, приверженность демократии, желание помочь испанскому народу и предотвратить угрозу мировой войны.
В ожесточенных боях фашистские войска были остановлены у стен Мадрида. Тщетно они бросались в атаки, а авиация и артиллерия бомбили и обстреливали город. Полки и бригады молодой народной армии, отряды добровольцев и интербригады успешно отбивали яростные атаки врага. Рухнули надежды франкистов и на то, что когда они подойдут к столице, то находившиеся в тылу защитников города их сторонники — «пятая колонна» — ударят им в спину и облегчат захват столицы. В начале 1937 года фронт под Мадридом более или менее стабилизировался.
Передышка которую получила республика благодаря героической обороне Мадрида, была использована антифашистскими силами дли создания вначале на Центральном, а в дальнейшем и на других фронтах (кроме Северного, отрезанного от основной территории республики еще летом 1936 года) регулярной армии — дисциплинированной, обученной, с единым командованием. Помощь Советского Союза позволила вооружить ее боевой техникой, не уступавшей той, что получили франкисты от фашистских держав.
Рабочий класс, его партии и организации оказывали большое влияние на политическую жизнь страны. Его представители вошли в состав правительства Народного фронта (в том числе и анархисты, отвергавшие всякую государственность), в местные органы управления, пользовалась необычайно широкими возможностями для своей деятельности. Они были главной силой Народного фронта, сплачивая на антифашистской платформе все социальные слои, в том числе часть буржуазии, заинтересованные в сохранении республиканского строя, демократических свобод и суверенитета Испании.