В конце февраля 1937 года весь итальянский корпус был сосредоточен в районе Сигуэнцы. В него входили четыре дивизии, одна их которых «Литторио» представляли собой слегка переформированную дивизию регулярной итальянской армии «Ассиете». Она была полностью моторизована. Три другие дивизии «Божья воля», «Черное пламя» и «Черные стрелы» были сформированы из фашистской милиции — «чернорубашечников», но все их вспомогательные и специальные части состояли из солдат и офицеров регулярной армии. Всего в итальянском корпусе насчитывалось 49,8 тысяч бойцов, 1170 ручных и 485 станковых пулеметов, почти 200 орудий разных калибров, зенитная артиллерия, 108 танков, 32 бронемашины, 3685 автомобилей и 60 самолетов. В приданных итальянцам войсках Москардо было около 10 тысяч солдат и офицеров.
Наступление планировалось начать вдоль французского шоссе 8 марта и, продвигаясь по 20–25 километров в день (в стиле итальянского «блицкрига» под Малагой), к 12 марта окружить Мадрид. К 15 марта ударом с тыла предполагалось захватить столицу и закончить войну. Недостатком плана была узость фронта наступления вдоль шоссе, так как по обеим сторонам от него почва раскисла и царила распутица. Поэтому итальянцы построили наступающие войска в три эшелона, по дивизии в каждом, которые должны были периодически сменяться. Основной расчет итальянцы строили на том, что наиболее боеспособные части республиканцев будут скованы Оргасом на Хараме (сам Франко обещал это), а противостоящие им свежеиспеченные бригады Народной армии удастся разгромить за день-два.
Эти предположения, базировавшиеся на данных разведки, казались правильными. На направлении главного удара итальянцев оборонялась недавно сформированная из различных колонн милиции 12-я республиканская дивизия, некоторые батальоны которой не имели даже стрелкового оружия. Дивизия состояла из 5 бригад (10 тысяч бойцов), имевших 5900 винтовок, 85 пулеметов и 15 орудий. Этими силами удерживался фронт в 80 километров, причем дальше до самого Мадрида никаких войск не было. Непосредственно французское шоссе прикрывали три батальона (четвертый без оружия был в тылу). Вся оборона состояла из неглубоких, залитых водой окопов и колючей проволоки, которую легко можно было перешагнуть. Штабы располагались в 50 километрах от передовой.
Уже с начала марта стало ясно, что под Сигуэнцой сосредоточиваются итальянцы (бойцы Народной армии на фронте даже слышали их боевые песни). Было перехвачено несколько радиопереговоров итальянцев открытым текстом, ясно свидетельствовавших о грядущем наступлении. 7 марта республиканское командование решило перебросить под Сигуэнцу четыре батальона и роту танков (танки, проделавшие марш в 90 километров, только к утру 8 марта стали появляться на позициях).
В 7 часов 30 минут 8 марта 1937 года после получасовой артподготовки (участвовало 50 орудий) итальянская дивизия «Черное пламя» при поддержке 20 танков перешла в наступление по французскому шоссе. Застигнутые врасплох, республиканцы отступили вдоль шоссе на 4–6 километров, но подоспевшие два танка Т-26 своим огнем остановили итальянцев. Дивизия Москардо на левом фланге практически не продвинулась вообще (итальянцы сразу стали подозревать, что франкисты не особенно желают им помогать).
Республиканское командование пока не осознало всю серьезность ситуации и перебросило на помощь 12-ой дивизии только XI-ю интербригаду (три батальона по 300 человек), которая должна была 9 марта отбросить итальянцев в исходное положение. Столь малые силы объясняются тем, что в Мадриде еще не представляли всего масштаба наступления. Данные пленных о том, что в бой вступило более 40 тысяч итальянских солдат и офицеров, сочли заведомым преувеличением.
Но 9 марта дивизия «Черное пламя» продолжила наступление и, выдвинув вперед противотанковую артиллерию, сильно досаждавшую советским танкам, смогла продвинуться еще на 15–18 километров. Таким образом, создалось угрожающее положение. XI-й интербригаде, едва пришедшей в себя после Харамы, пришлось создавать оборонительный рубеж и пока не помышлять о контратаке. Несмотря на оптимистические доклады командования 12-ой дивизии, было решено перебросить на фронт XII-ю интербригаду (3000 человек), полностью экипированную штатным вооружением. Но XII-я интербригада была в 100 километрах и к утру 10 марта еще не смогла занять боевые позиции.
Между тем, 10 марта в наступление перешли уже две дивизии итальянцев, наткнувшиеся на сей раз на стойкую оборону XI-й интербригады, которая не собиралась отступать. К тому же в этот день блестяще проявили себя Т-26. На рассвете 10 марта командир танковой роты решил скрытно пройти с одним танковым взводом в тыл итальянцев на 14 километров, чтобы отбуксировать в расположение своих войск два танка, подбитых накануне. Неожиданно наши танкисты заметили сосредотачивавшийся танковый батальон итальянцев и практически полностью его уничтожили (интервенты потеряли 20 танков и несколько грузовиков). Республиканский танковый взвод вернулся без потерь. Не добившись успеха днем 10 марта, итальянцы ударили по XII-й интербригаде ночью, нарвавшись на своих соотечественников — итальянский батальон им. Гарибальди. Сначала интернационалисты несколько попятились назад, но затем, быстро оправившись, не только вернули утраченные позиции, но и отбили своих пленных, уничтожили 5 танков и взяли в плен 40 интервентов.
К 11 марта командующему «добровольческим» корпусом Роатте стало ясно, что легкого марша на Мадрид не будет. Тактика итальянцев, наступавших, как и франкисты на Хараме (на узком участке большими силами в несколько волн) могла действительно принести успех только при отсутствии организованного сопротивления. Роатта настоятельно потребовал от Франко выполнения своего обещания и нанесения удара с Харамского плацдарма. «Генералиссимус» нагло соврал, говоря, что приказ Оргасу отдан, но тот почему-то медлит с его выполнением. На самом деле никакого приказа не было. Оргаса потом для вида отстранили от командования, но лишь для того, чтобы поручить ему самую ответственную на тот момент задачу — массовый набор и обучение новобранцев.
В свою очередь, 11 марта командование республиканцев наконец-то осознало масштаб наступательной операции врага. На Гвадалахарском направлении по образцу Мадрида и Харамы стал формироваться отдельный 4-й армейский корпус под командованием полковника Хурадо в составе 11-й, 12-й и 14-й пехотных дивизий, танковой и двух кавалерийских бригад. Ударной дивизией корпуса стала 11-я под командованием Листера, состоящая из XI-й и XII-й интербригад, 1-й ударной бригады под командованием еще одного талантливого самородка войны коммуниста Валентина Гонсалеса по прозвищу «Кампесино» (т. е. «Крестьянин») и 2-й бригады (которой раньше командовал сам Листер, а теперь ее принял герой Харамы Пандо). Элитная (главным образом, по боевому духу, а не вооружению) дивизия Листера должна была контратаковать на главном направлении — вдоль французского шоссе.
На первом этапе сражения авиация обеих сторон бездействовала из-за сильных дождей. Но к 11 марта республиканцы сосредоточили под Гвадалахарой сильную авиагруппу в составе 45 истребителей, 16 советских штурмовиков R-Z (или Р-зет) и Р-5 (испанцы называли эти машины соответственно «наташа» и «Разанте», то есть «Бреющий») и 11 бомбардировщиков. Штурмовик Р-5, поставлявшийся в Испанию, имел 4–6 пулеметов, развивал скорость до 245 км в час и нес 8 бомб по 50 килограммов каждая. Всего республиканцам было продано 62 Р-5 (в ноябре 1936 и феврале 1937 года, двумя партиями по 31 машине), из них 31 — варианта «штурмовик» (обычный Р-5, как самолет-разведчик имел только один пулемет).
Легкий штурмовик Р-зет был модификацией разработанного еще в конце 1920-х годов Р-5 и выпускался, начиная с 1935 года. Он развивал максимальную скорость у земли до 300 км в час, имел на вооружении два 7,62 мм пулемета и мог брать 400 кг бомбовой нагрузки. Самолет был маневренным и устойчивым в управлении. В Испанию было поставлено 113 «наташ», первая партия которых прибыла в марте 1937 года.