Da hans fremrykning for at erobre Madrid blev stoppet, beordrede generalissimo Francisco Franco et angreb i nord mod den baskiske højborg Bilbao. Den 31. marts indledte general Emilio Mola en offensiv i nordvest mod Bilbao med 50.000 nationalistiske tropper. Den baskiske kommandør, general Francisco Llano de la Encomienda, som havde omkring 40.000 dårligt bevæbnede mænd, blev stødt tvunget til at give efter. Han opgav Durango og Guernica den 28. april efter at begge byer havde lidt frygteligt under nationalistiske luftangreb. Under den 11 uger lange offensiv døde Mola i et flystyrt den 3. juni, og blev efterfulgt af general Fidel Dávila, som fortsatte med at opretholde angrebet. Frem til den 11. juni havde nationalisterne nået den såkaldte jernring af forsvarsværker som bevogtede Bilbao. Under dække af et kraftigt artilleribombardement gennembrød nationalisterne de bastiske linjer den følgende dag. Jernringen brød nu sammen. De civile blev evakueret mod vest om natten mellem den 13. og 14. juni. Fem nætter senere forlod de overlevende fra den baskiske hær, nu anført af general Mariano Gamir Ulíbarri, deres hovedstad. Nationalistiske tropper gik ind i byen den 19. juni. Den baskiske selvstændighedsbevægelse, som havde været på linje med republikanerne, brød sammen.