W Madrycie, członkowie PCE przyczynili się do zamknięcia dróg dojazdowych do miasta. PCE była również odpowiedzialna za stworzenie antyfaszystowskich bojówek robotników i chłopów (MAOC), była aktywna w działalności związków zawodowych. Republikański rząd otrzymał wsparcie tylko ze strony ZSRR i Meksyku. Niewielkie w porównaniu z ogromnym wsparciem wojskowym ze strony nazistowskich Niemiec i faszystowskich Włoch dla frankistowskich rebeliantów. Przedstawiciele komunistów weszli do rządu. PCE skupiła się na walce z frankistami, kierownictwo partii uznało, że jakakolwiek próba ustanowienia komunizmu groziła rozpadem Frontu Ludowego. Hiszpańscy komuniści uczestniczyli w organizacji Brygad Międzynarodowych.
Polityka Frontu Ludowego doprowadziła do konfliktów z anarchistami z CNT-FAI i trockistami z POUM, którzy domagali się przekształcenia wojny domowej w rewolucję.
Podczas wojny domowej, partia liczyła około 300.000 członków.