正麵攻城失敗之後，叛軍指揮部製定了合圍馬德裏的計劃，企圖以此將其與全國其他地區隔絕開來，然後實施決定性突擊。這一任務將主要由意大利遠征軍來完成，該軍是1936年底至1937年初由墨索裏尼法西斯政府派到西班牙來的。戰役總的企圖是從南麵沿哈拉馬河東岸和由錫甘薩出發從東北方向，對馬德裏同時實施突擊。
共和國軍隊指揮部也準備於2月12日發動進攻戰役，其目的是粉碎敵馬德裏軍。叛軍在共和國軍發起突擊之前，於2月6日就開始了向哈拉馬河的進攻。經過3個星期的艱苦戰鬥，他們才奪取了河東岸一條狹窄地帶，並且把馬德裏—巴倫西亞公路的一個地段置於自己炮火的射程之內。共和國軍進行哈拉馬河戰役的結果，使法西斯分子合圍馬德裏的企圖遭到破產。叛軍在哈拉馬河的戰鬥中已把自己全部預備隊消耗殆盡，因此未能及時從東北方向對馬德裏展開進攻。直到1937年3月8日，才以向瓜達拉哈拉的突擊開始這一進攻。意大利遠征軍承擔了進攻的主要任務。武裝幹涉者成功地突破了共和國軍隊的正麵，因而馬德裏東北方向上出現了緊張局勢。但共和國軍指揮部迅速地往瓜達拉哈拉方向派去了幾個旅，其中包括1個坦克旅，從而在瓜達拉哈拉附近擋住了敵人，然後擊潰了他們。1937年7月初，共和國軍對馬德裏西北方向的敵人實施了猛烈的突擊，由於這一突擊，叛軍被迫從其他方向抽出相當多的兵力加強馬德裏城郊部隊，並且不得不放棄了原計劃在南線的進攻。
自1937年年中起雙方主要兵力從馬德裏地區轉向西班牙北部。1937年底至1938年初，由於共和國在特魯埃耳戰役中獲得勝利，使得叛軍中斷了對馬德裏又一次進攻的準備。但總的局勢對共和國很不利。德國和意大利對共和國進行了公開的武裝幹涉；英國、法國和美國以奉行“不幹涉”政策為由，拒不賣給西班牙共和國武器，這實質上是幫助了叛亂者。站在西班牙共和國一邊的隻有蘇聯，它給予了共和國各種無私的援助。但是，由於佛朗哥軍隊和德意侵略者對西班牙沿岸實行的海上封鎖，以及法國政府的阻撓，使蘇聯向戰鬥的西班牙提供武器變得相當困難。共和國軍在其他戰線的失敗沒有動搖馬德裏保衛者的堅強決心。為了粉碎西班牙共和國人民的抵抗，1939年2月底英國和法國正式承認了佛朗哥，而3月5～6日在馬德裏爆發了反革命叛亂。以中央戰線司令卡薩多為首的陰謀家們，給叛軍讓出了通向首都的道路，並且出賣了馬德裏的保衛者，使他們遭到了法西斯分子的迫害。
英勇的馬德裏保衛戰證明了西班牙共產黨的政策是正確的。他們的政策旨在建立正規的人民軍隊，並不顧共和國政府首腦卡巴列羅的反對而貫徹這種主張。馬德裏的保衛者在保衛共和國反對法西斯的鬥爭中，顯示出了百折不撓、堅忍不拔的精神。