Летом-осенью 1936 года обе стороны считали Северный фронт второстепенным, так как судьба войны решалась под Мадридом. Тем не менее, и на Севере шли военные действия.

Колонна мятежников из Галисии настойчиво пыталась деблокировать окруженный гарнизон в Овьедо, а народная милиция стремилась разгромить его до подхода подкрепления. Первый штурм Овьедо силами до двух батальонов при поддержке артиллерии начался в начале сентября, но уже на второй день атаки у милиции кончились боеприпасы. С другой стороны, колонна мятежников из Галисии 15 сентября 1936 года захватила город Градо в 25 километрах от Овьедо. В свою очередь, 5 тысяч республиканцев с трех сторон начали 4 октября второй штурм столицы Астурии и, прорвав созданное Арандой тройное кольцо обороны, 7 октября вышли к городской черте. 17 октября положение окруженного гарнизона стало критическим. В тот момент Франко уделял Овьедо уже больше внимания, чем Мадриду, постоянно напоминая Моле о необходимости ускорить деблокаду Аранды. Нащупав слабое место в обороне милиции и воспользовавшись слабой координацией действий отдельных отрядов, мятежники в самый последний момент прорвали фронт и 17 октября соединились с гарнизоном Овьедо. Был создан узкий коридор, по которому было налажено снабжение овьедской группировки боеприпасами. Попытки расширить коридор были сорваны контратакой милиции, которая в результате стала простреливать эту узкую артерию снабжения Овьедо. Теперь у обеих сторон вокруг Овьедо было по 9 тысяч человек: на помощь астурийцам прибыли отряды басков, один из которых назывался «Россия». 27 ноября 1936 года коридор был практически перерезан, но милиция не смогла удержать завоеванные позиции опять таки из-за нехватки боеприпасов.

Чтобы ликвидировать морскую блокаду Северной зоны, правительство республики решило 25 сентября 1936 года направить республиканский флот в Бискайский залив (линкор, крейсер и 6 эсминцев). До того дела у ВМС республики на севере (как, впрочем, и везде) не клеились. 19 сентября, когда мятежники атаковали одну из республиканских субмарин, ее командир сразу решил сдаться. Произошла стычка с экипажем, который хотел затопить подлодку. В результате экипаж был расстрелян подобравшим его кораблем франкистов.

Но, прибыв на Север, флот оказался без горючего и настоящего дела, так как на фронтах наступило затишье. К тому же корабли стали подвергаться налетам итало-германской авиации. Поэтому уже 10 октября 1936 года, оставив в Бискайском заливе два эсминца, флот вернулся в Картахену. В целом, операция была задумана неплохо, но команды кораблей просто были неспособны на осуществление масштабных боевых действий. Единственной пользой северного похода ВМС республики была доставка 2000 винтовок, что было каплей в море.

Война в воздухе на Севере в августе-сентябре 1936 года характеризовалась малочисленностью самолетов с обеих сторон (республиканцы имели на 16 сентября 1936 года 5 «бреге 19», 1 «ньюпор 52» и еще 4 устаревших самолета разных типов). Поэтому воздушные бои были редкостью и авиация использовалась «классически», т. е. для нанесения бомбовых ударов по важным объектам противника. 23 сентября на севере разом появились все наличные немецкие истребители «хейнкель 51», которые только за один день 26 сентября сбили три республиканских самолета. Но на счастье защитников республиканского Севера, немцы уже 29 сентября вернулись под Мадрид. В октябре 1936 года республиканцы перебросили на Север еще 6 «бреге», но немцы, опять появившиеся на Севере, завоевали господство в воздухе, существенно мешая атакам на Овьедо. Республиканцы использовали на Севере авиетки и спортивные самолеты, которые оснащались примитивным стрелковым вооружением и легкими бомбами. Эту пеструю эскадрилью метко окрестили «цирк Кроне».

Положение несколько улучшилось, когда в начале ноября 1936 года на Север прибыли 11 советских летчиков во главе с комбригом Борисом Александровичем Туржанским (1900–1948), только что закончившим Военно-воздушную академию. А в середине того же месяца пароход «Андреев» доставил из Советского Союза 30 истребителей И-15 и авиационный бензин. В 1937 году прибыло еще несколько И-15, однако никогда истребительная авиация республики на Севере не превышала 40–50 самолетов.

С началом декабря 1936 года летчики Туржанского навели порядок в небе Севера, существенно ограничив бомбардировки со стороны численно превосходящей авиации мятежников. Советские пилоты сбили 6 самолетов противника и уничтожили на аэродромах еще 12. Сам Туржанский только за один боевой вылет сбил два самолета. 20 декабря в одном из боев комбриг был тяжело ранен и ему удалили один глаз. Однако он остался в боевом строю, а впоследствии даже стал летчиком-испытателем. За Испанию Туржанский вскоре получил Золотую Звезду Героя Советского Союза под номером 12. Начальник штаба Северного фронта Сиутат назвал советских летчиков «эскадрильей героев, руководимой львом». В марте 1937 года с Центрального фронта прилетела группа испанских летчиков и командиром эскадрильи «курносых» стал Фелипе дель Рио.

После образования правительства Ларго Кабальеро на Север был послан лейтенант (позднее майор) Сиутат, приступивший, наконец, к образованию центрального штаба по руководству военными действиями на Севере. Но более или менее крупные соединения — бригады — стали формироваться на Северном фронте только в начале 1937 года, причем, как правило, они создавались из батальонов одной и той же политической партии. В Бискайе 10 батальонов сформировали компартия и ОСМ, 11 — ИСРП и ВСТ, 5 — НКТ-ФАИ (один из них носил имя Бакунина), 3 — республиканцы и 14 — баскские националисты. В Астурии за все время войны было создано 70 батальонов, из них 30 коммунистических, 20 социалистических, 12 анархистских и 5 республиканских (то если состоящих из членов республиканских партий).

Главной политической силой в Бискайе была Баскская националистическая партия (БНП), которую условно можно назвать по ее политической линии христианско-демократической. Несмотря на давление Ватикана, она не пошла в феврале 1936 года на союз с правыми силами и выставила своих кандидатов. Программа Народного фронта казалась БНП слишком левой и антиклерикальной. После начала мятежа БНП встала на сторону республики, так как только она обещала Стране басков долгожданную автономию. И действительно, уже 1 октября 1936 года испанские кортесы утвердили автономный статут Страны басков (в которую включались провинции Алава, Гипускоа и Бискайя), сходный с автономным статутом Каталонии. 7 октября 1936 года в столице Бискайи Бильбао выборщики от муниципальных округов избрали лидера БНП Хосе Антонио де Агирре председателем Временного правительства Страны басков, куда вошли партии Народного фронта и БНП (причем последняя заняла в кабинете ключевые посты).

Политика Временного правительства сильно отличалась от той, которая проводилась на остальной территории республики. Не были взяты под контроль ведущие промышленные предприятия (даже и военные). Сохранялись в неприкосновенности позиции церкви, и священники были прикомандированы к сформированным БНП батальонам милиции. В английском кабинете даже говорили, что политическая и экономическая система Страны басков гораздо ближе Великобритании, чем республика или франкистская зона.

Такой консерватизм БНП, конечно, не одобрялся левыми силами основной республиканской зоны. Подспудно эти настроения приводили к тому, что на Север не посылалось достаточное количество военной помощи (хотя это было затруднено и по объективным причинам). Левые социалисты и часть коммунистов полагали, что если БНП следует своим путем во внутренней политике, то и воюют пусть на свой страх и риск. Наконец, республиканские военные не без оснований полагали, что исход войны все равно решится в центре вне зависимости от судьбы Севера. Такие настроения, конечно, не были преобладающими, но определенное влияние на политику республиканского центрального правительства все же оказывали. В марте 1937 года советский представитель на республиканском Севере И. Туманов прозорливо сообщал Литвинову, что дальнейшее пренебрежительное отношение Валенсии (т. е. центрального правительства) к Северу будет иметь тяжелые последствия.