В мае 1961 г. были созданы регулярные вооруженные силы Кубы. В их состав вошли сухопутные войска, ВВС и ПВО, ВМФ, а также народная милиция. Армия состоит из регулярных сухопутных войск и территориального ополчения. Закон о всеобщей воинской обязанности распространяется на всех мужчин с 17 лет (женщины служат в мирное время в добровольном порядке). Территориальное ополчение готовит резервистов на всей территории страны. После победы революции вся оставшаяся в строю боевая техника была принята на вооружение. Часть ее, особенно военная авиация, находилась в изношенном состоянии. Куба начала переговоры о поставках вооружения с Великобританией, Бельгией и другими европейскими странами. США, однако, оказали на страны-поставщики оружия сильное давление и практически добились эмбарго на поставки боевой техники на Кубу, ослушавшихся ожидало наказание, например, в порту Гаваны был взорван корабль с бельгийскими боеприпасами. В этих условиях Куба подписала соглашение о военных поставках с СССР и Чехословакией.
США добились исключения Кубы из Организации американских государств (ОАГ) и методом «выкручивания рук» и нажима заставили все латиноамериканские государства разорвать отношения с Кубой (не подчинилась только Мексика). На территории США (в Майами) сосредоточилась кубинская эмиграция во главе с Х. Миро Кардоной. Президент Д. Эйзенхауэр в марте 1960 г. отдал секретное распоряжение о помощи кубинским эмигрантам для их подготовки к военным действиям против Кубы. Дж. Кеннеди в конце ноября 1960 г. поручает ЦРУ разработать план вторжения, но без единого американского солдата. В марте 1961 г. советская разведка сообщала, что подготовка вторжения закончена. 17 апреля 1961 г. произошла высадка с американских кораблей кубинских контрреволюционеров на Плайа-Хирон, американские военные самолеты нарушили воздушное пространство Кубы. Однако кубинские вооруженные силы за 72 часа разгромили этот десант, было взято в плен 1200 человек.
Несмотря на провал интервенции, напряженность сохранялась: около 50 военных лагерей и баз на территории США и стран Центральной Америки обучали и готовили отряды кубинских контрас. Кубинское правительство усилило меры по обеспечению безопасности страны. Летом 1962 г. в Москве Н.С. Хрущев и Ф. Кастро подписали советско-кубинский договор о военной помощи.
В соответствии с договором на 85 торговых судах, совершивших более 180 рейсов, СССР доставил на Кубу необходимую военную технику, военных специалистов и вооружение, включая стратегические ядерные ракеты среднего радиуса действия. Ракеты R-12 были смонтированы в обстановке строгой секретности в лесах и горах Эсперона, там же были оборудованы 60 стартовых площадок. Американская спутниковая разведсистема обнаружила эти приготовления, и 16 октября 1962 г. Белому дому стало известно о нахождении на Кубе советских ракет, в радиус действия которых входил ряд крупных городов США. Президент Дж. Кеннеди провел специальное совещание и потребовал немедленно убрать советские ракеты с Кубы. 22 октября США объявили военно-морскую блокаду Кубы. К ее берегам подошли 183 корабля американских ВМС, на борту которых находились 85 тыс. солдат морской пехоты США. В небо были подняты самолеты стратегической авиации ВВС США, экипированные ядерными бомбами. Эта блокада должна была обеспечить «карантин» на поставки вооружения на Кубу путем задержания и досмотра судов других стран. Куба и СССР отказались признать подобный «карантин». Назревала опасность прямой военной конфронтации СССР и США, человечество оказалось на грани мировой термоядерной войны.
Начался карибский «ракетный» кризис. США привели в повышенную боевую готовность все вооруженные силы, войска НАТО, 6-й Средиземноморский и 7-й Тихоокеанский флоты. 23 октября аналогичные меры приняли СССР и страны Варшавского Договора. Куба была приведена в состояние полной боевой готовности, превратившись в высокоорганизованный и четко управляемый военный лагерь. Ввиду непосредственной и реальной угрозы миру Н.С. Хрущев и Дж. Кеннеди начали переговоры. К поискам мирного компромисса подключились ООН и ее Генеральный секретарь У Тан, прилетавший на Кубу для переговоров с Ф. Кастро и советским послом А. Алексеевым. Президент США, несмотря на мощное давление сторонников силового подхода, все же занял реалистическую позицию, и к концу октября американская и советская стороны договорились о мирном окончании кризиса. СССР соглашался вывести свои ракеты с Кубы при условии, что США обязуются уважать неприкосновенность Кубы и не осуществлять против нее актов агрессии. 20 ноября 1962 г. американская военная блокада Кубы была снята.