El presidente del Gobierno de la República, José GIRAL Pereira, no puede impedir que continúe la sublevación. Enfrentado a un movimiento militar en las peores circunstancias, no consigue tener el apoyo de los partidos políticos obreros. Por eso, toma la decisión de presentar su dimisión al Presidente de la República española, Manuel AZAÑA. Éste encarga, el 4 de septiembre de 1936, la formación de un nuevo gabinete a Francisco LARGO CABALLERO, en el que participan socialistas, comunistas, gentes de Izquierda Republicana, Unión Republicana, Esquerra Republicana y del Partido Nacionalista Vasco (PNV) (4/9/1936-18/5/1937). Adopta algunas medidas ineludibles para afrontar la guerra, como la militarización de las milicias voluntarias, que, bajo la dirección de Vicente Rojo y del general Miaja, conseguirán frenar el avance rebelde sobre Madrid.

En la última semana de septiembre y la primera de octubre, Manuel IRUJO, es nombrado ministro de un Gabinete español (es el primer nacionalista vasco que es ministro de un Gabinete español). El PNV puso como condición sine quanon la inmediata entrada en vigor de la autonomía vasca. El hermano de Sabino ARANA discrepa del posicionamiento pro republicano que presenta el PNV y se dará de baja de dicho partido en protesta por la designación de IRUJO como ministro del Gobierno de Francisco LARGO CABALLERO.

Por estas fechas, el jefe del Gobierno republicano, LARGO CABALLERO, consulta a la Unión Soviética si acepta en depósito unas 500 toneladas de oro, a lo que recibe respuesta afirmativa. El hecho de acudir a la URSS obedece a las dificultades que se presentan para depositar el preciado metal en bancos europeos y las trabas puestas por algunos de sus Gobiernos para la compra de armamento por la República, que necesita disponer con facilidad de las reservas de oro para poder continuar la guerra. Situar el oro en bancos de la URSS termina con las dificultades.

En octubre de 1936 se crea un Comisariado que controlará todas las tropas republicanas, incluidas las milicias, estableciendo un mando único bajo las directrices del ministro de la Guerra, en este momento el también jefe del Gobierno, Francisco LARGO CABALLERO. Asimismo se crea un Estado Mayor Central, y se termina por someter a las milicias a la jurisdicción del Código de Justicia Militar. A partir de aquí, queda establecido el proceso de militarización, constituyéndose la brigada mixta (cuatro batallones de Infantería, cada uno con cinco Compañías) como la unidad básica del Ejército republicano.

En la fecha, el gobierno de LARGO CABALLERO aprueba la creación de las Brigadas internacionales. En efecto, a pesar de que las potencias europeas han constituido un Comité de no-intervención, algunos estados intervienen en la Guerra Civil española. La Alemania nazi y la Italia fascista dan soporte al bando franquista y la URSS da soporte al bando republicano. La República también tiene la ayuda de muchos voluntarios de izquierdas de unos setenta países europeos y americanos que acuden en estas fechas a España para luchar contra el fascismo, que se extiende por Europa. Estos combatientes constituirán las Brigadas Internacionales, organizadas en quince unidades diferentes. Los brigadistas estarán en españa desde octubre de 1936 hasta septiembre de 1938, Las Brigadas Internacionales tendrán una importante participación en muchos combates a lo largo de la guerra y estarán presentes en algunas de las principales batallas, como la de Teruel, la del Jarama, en Brunete, Belchite y en la batalla del Ebro. También participarán decisivamente frente a las tropas rebeldes en la defensa de Madrid.

Francisco LARGO CABALLERO forma el XXIV Gobierno de la República (4/11/1936-17/5/1937). Realiza una serie de reajustes en su Gabinete con el fin de dar cabida en el mismo a los anarquistas, que ocupan cuatro ministerios. Entre ellos se encuentra Federica Montseny, en el de Sanidad. Por primera vez en la Historia de España colaboran ministros anarquistas, socialistas y comunistas.

Los sucesos de mayo en Catalunya protagonizados por los enfrentamientos entre comunistas y anarquistas, unidos a problemas anteriores, provocan el cese del jefe del Gobierno republicano, Francisco LARGO CABALLERO, que no quiere actuar contra los anarquistas, a los que se culpa de los conflictos de Barcelona. La figura de LARGO CABALLERO ha sufrido un progresivo deterioro y es objeto de críticas por su forma de conducir la guerra. El descontento con su actuación se da tanto en la mayoría de los republicanos en general como en muchos de sus compañeros socialistas. Una vez perdida la confianza, al jefe del Gobierno no le queda otra alternativa que la salida del cargo, presentando su dimisión el 14 de mayo.