4 мая анархисты и члены ПОУМ перешли в атаку и напали на здания управления общественного порядка, штаб-квартиру ОСПК и ВСТ, а также на казармы им. Карла Маркса, где формировались для отправки на фронт части ОСПК. Тут-то и выяснилось, что анархисты, кричавшие о своей безоружности, были вооружены до зубов. Только защитники казарм им. Карла Маркса подбили несколько их броневиков. В тот же день в Барселону прибыли министры-анархисты Оливер и Монтсени, призвавшие по радио своих сторонников прекратить братоубийственную войну.

Но путчисты не унимались. Была объявлена всеобщая забастовка. А 5 мая части 46-й (анархистской) и 29-й имени Ленина (поумовской) дивизий (членов ПОУМ в дивизии было не более 15 %) самовольно оголили фронт и пошли на Барселону. Причем командование этих частей на специально созванном совещании наметило целый план мятежа, предусматривавший занятие ряда городов (например, Барбастро) и окружение коммунистической дивизии имени Карла Маркса. Республика оказалась на краю гибели. В столице Каталонии силы восставших насчитывали уже 7–7,5 тысяч бойцов (в т. ч. тысяча сторонников ПОУМ, остальные анархисты). Однако, фронтовые части и военных в тылу вовлечь в мятеж практически не удалось. С фронта до Барселоны добрались только 600 бойцов бывшей дивизии Дуррути, а в самой Барселоне восемью выстрелами по зданию полицейского комиссариата отметилась батарея 155 мм орудий (правда, ни один снаряд не попал в цель, так как и артиллеристы, по-видимому, не желали точно исполнять противоправные приказы своего командира).

Анархисты держались в ходе мятежа хитрой линии. Центральное руководство ФАИ-НКТ, понимая, чем в условиях военного времени может закончиться для них лично участие в путче, формально призывало своих сторонников прекратить братоубийственную борьбу. С другой стороны, барселонским анархистам был дан фактически карт-бланш, хотя на передний план рекомендовалось выпячивать троцкистов, чтобы в случае провала мятежа сделать из них «козлов отпущения». Забегая вперед, заметим, что так и произошло.

Хотя большинство рабочих Барселоны не поддержало мятеж, а колонны двух дивизий (там находилось несколько батальонов) были остановлены у Лериды командующим Арагонским фронтом Рейесом и бойцами ОСПК, которые, угрожая применением авиации, заставили восставших повернуть обратно.

В Барселоне ОСПК держалась оборонительной тактики, не желая окончательно испортить отношения с анархистами, в рядах которых отношение к начавшимся беспорядкам было далеко не однозначным. Коммунисты вооружили 2000 членов партии (1000 винтовок, 50 ручных и 20 станковых пулеметов), но, несмотря на неоднократные предложения Генералидада, отказывались от наступления на штаб-квартиру НКТ.

5 мая было заключено перемирие на условиях «ни победителей, ни побежденных». Но мятежники не унимались и уже требовали расстрела тех, кто пришел 3 мая на ЦТС. ПОУМ вообще не приняла перемирия и призвала своих сторонников оставаться на улицах. 6 мая в Барселоне продолжалась стрельба и по дороге на работу был убит член Генералидада от ОСП, наиболее способный и видный коммунист Каталонии Антонио Сесе. Когда на улицы вопреки приказу анархистов о забастовке вышли первые трамваи, их стали забрасывать гранатами.

Троцкисты и поумовцы захватили несколько городов Каталонии. Председатель Комитета по невмешательству лорд Плимут уже обсуждал высадку в Каталонии английских войск, если мятеж затянется. Авиация и ВМС мятежников обстреливали с моря идущую на Барселону колонну штурмовых гвардейцев.

В этих условиях ОСПК, понимая, что нельзя терять ни минуты, перешла в контрнаступление и к вечеру 6 мая ее силы захватили ЦТС и Центральный (Французский) вокзал. В тот же день силы правопорядка заняли здание газеты ПОУМ «Ла Баталья» и закрыли ее за непрекращавшиеся призывы к продолжению беспорядков (правда, «Ла Баталья» продолжала выходить, так как ПОУМ заранее подготовила запасную типографию). Генерал Посас взял на себя командование всеми войсками в Каталонии, а 7 мая в Барселону прибыли, наконец, штурмовые гвардейцы. Путч явно провалился, и НКТ еще раз призвала своих сторонников сложить оружие и вернуться к работе.

Авантюра ПОУМ и НКТ обошлась в 400 убитых (по других данным — 950) и 2600 раненых. При этом коммунисты благодаря продуманной тактике потеряли только 18 человек убитыми и 80 ранеными.

Вопреки мнению некоторых историков, путч в Барселоне осудили не только коммунисты, а все партии и организации Народного фронта. Мадридский орган ИСРП (в столице как раз в это время два дня не было хлеба) «Эль Сосиалиста» с возмущением писал, что в то время, когда враг атакует Мадрид, «эти бесконтрольные» поднялись против правительства республики. Рупор левых социалистов «Кларидад» требовал смерти фашистским агентам и немедленного роспуска ПОУМ. Кстати, тезис насчет фашистских агентов нашел свое подтверждение. Германский посол при Франко — Фаупель — писал в Берлин со ссылкой на брата «генералиссимуса», что агенты мятежников активно участвовали в разжигании беспорядков. Сотрудник пресс-службы германского министерства авиации Харро Шульце-Бойзен (будущий руководитель советской разведсети в Германии «Красная капелла») сообщил в Москву (посредством писем, которые его родственница Гизела фон Пельниц опускала в почтовый ящик советского торгпредства в Берлине) об агентуре абвера в Барселоне и в рядах интербригад. Гестапо впоследствии признавало, что после этих сообщений немецких агентов «поставили к стенке».

Между тем, Ларго Кабальеро заявил, что в Барселоне произошли всего лишь междоусобные партийные столкновения, а подконтрольная премьеру газета «Аделанте» вообще обвинила в беспорядках коммунистов.

11 мая в Барселоне совершенно легально прошел расширенный пленум ПОУМ, на котором мятеж был представлен как спонтанная реакция трудящихся масс на провокацию правительства. Несмотря на раздававшиеся на пленуме голоса критики, Нин сумел навязать партии эту точку зрения. На самом деле даже советское генконсульство в Барселоне узнало о подготовке мятежа еще в декабре 1936 года, когда ПОУМ была удалена из каталонского правительства. Путч намечался сначала на январь, а потом на февраль. Понимая ограниченность собственных сил, ПОУМ установила тесные контакты с молодежной организацией ФАИ «Либертарная молодежь» (она занимала еще более экстремистские позиции, чем «взрослые» анархисты) и гангстерскими элементами НКТ в Барселоне (профсоюз транспортников, давно терроризировавший конкурентов из ВСТ). И ПОУМ, и анархисты чувствовали, что их влияние в массах падает, так как левацкие эксперименты в промышленности привели к снижению жизненного уровня рабочих, а население устало от произвола поумовских и анархистских патрулей. В конце концов, мятеж был запланирован на 10–11 мая. Один военный топограф сообщил советнику по внутренним делам Генералидада, Айгуаде, что анархисты заказали ему план восстания к 4 мая. Следует заметить, что Антонов-Овсеенко сомневался в достоверности этой информации, так как анархисты и без плана прекрасно ориентировались в Барселоне. Но в любом случае подготовка вооруженного выступления велась заблаговременно и со свойственной испанцами открытостью, если не сказать беспечностью, обсуждалась публично.

После подавления мятежа было арестовано несколько десятков его участников, но уже к 12 мая 1937 года правительство освободило 154 из 214 задержанных. Требование КПИ и ОСПК о запрещении ПОУМ было проигнорировано. В этих условиях коммунисты уже не могли подставлять под удар правую щеку после левой. ЦК КПИ установил контакт с руководством ИСРП и договорился о единстве действий. По всей стране прошли многочисленные митинги. Части Народной армии, руководимые коммунистами, получили приказ быть готовыми к подавлению попытки государственного переворота.