Большие «Канны» вокруг Мадрида опять не удались, но наступление франкистов на Севере было прервано на 5 недель. Варела предлагал Франко воспользоваться измотанностью республиканцев и на их плечах ворваться в Мадрид, но «генералиссимус» не стал рисковать своими отборными частями и вновь перебросил их на Север. Народная армия в этом первом своем крупном наступлении оставила в целом хорошее впечатление, хотя налицо была большая разница в боеспособности — с одной стороны, между закаленными интербригадами и коммунистическими частями Листера, а с другой — свежими бригадами испанской армии. Большие потери объяснялись неумелыми действиями командиров при маневрировании, а также подавляющим господством в воздухе авиации мятежников во время второй фазы сражения.
После Брунете во многих воинских частях Народной армии стал ощущаться упадок духа и неверие в благоприятный исход войны. Некоторые бойцы интербригад, особенно выходцы из богатых и среднеобеспеченных семей США, Великобритании и Скандинавских стран, стали проситься на родину. Они ехали на романтическую войну («войну поэтов», как ее называли), а оказались в грязных окопах под непрерывными бомбежками и артобстрелом. Некоторые жаловались, что им не хватает хорошего питания и «сладостей». Среди интербригадовцев распространилось крайне низкое мнение о боевых качествах испанцев. С другой стороны, продолжался приток добровольцев из Восточной Европы, особенно балканских стран, которых не пугали бытовая неустроенность и тяжелые бои.
Переформировав свои силы, Франко вернулся к прерванной компании на Севере.
После захвата Бильбао отступавшие на запад в Сантандер части басков были сведены в 14-й корпус в составе четырех дивизий. Тогда же в баскских частях появились политкомиссары. Организованные в два корпуса силы обороны Сантандера занимали фронт протяженностью в 220 километров, обращенный на восток и юго-восток (с запада была республиканская Астурия). Генерал Льяно де Энкомьенда хотел сократить линию фронта, расположив оборонительные рубежи на горных цепях. Однако генерал Гамир Улибарри и его новый начальник штаба майор Ламас не стали менять позиций. Республиканцы имели 50 тысяч солдат, 50 батарей артиллерии и 44 самолета (в т. ч. 33 истребителя, из них только 18 новых советских). Три дивизии находились в глубине обороны в резерве.
Мятежники под командованием Давилы имели 106 батальонов (в т. ч. три итальянские дивизии, 6 наваррских бригад, и 30 батальонов мобилизованных в армию кастильцев). «Армию Севера» поддерживали 63 артиллерийские батареи, легион «Кондор» и итальянская авиация. Итальянцы, как и в случае со Страной басков, наступали вдоль побережья (им противостояла одна бригада), а наваррцы наносили удар с юга (там соотношение сил было 8:1 в их пользу).
У республиканцев на Севере было 6 спокойных недель (купленных их товарищами дорогой ценой под Брунете), и они не только изучили расположение противника, но и сформировали целый бронетанковый полк (20 танков «рено», 8 танков «трубия», построенных в Бильбао, и 20 бронеавтомобилей).
С помощью советских военно-морских советников А. П. Александрова и А. В. Крученых два республиканских эсминца «Сискар» и «Хосе Луис Диас» провели в середине июля операцию «Маятник» по прорыву морской блокады Сантандера. К тому времени около Сантандера и Хихона скопилось несколько судов с грузами для осажденного Севера. Путь в порты им преграждал мощный крейсер мятежников «Адмирал Сервера» и несколько канонерских лодок. Согласно разработанному плану «Сискар» вышел из Сантандера в направлении Хихона и за эсминцем сразу погнался крейсер мятежников. Когда оба корабля были уже далеко от Сантандера, второй эсминец легко разогнал канонерские лодки франкистов, и отконвоировал в порт транспорты с грузами. Получив сигнал SOS от своих канонерок, «Адмирал Сервера» прекратил преследование «Сискара» и вернулся к Сантандеру. А неуловимый «Сискар» проследовал дальше к Хихону, обратил в бегство два боевых корабля мятежников и провел в порт грузовые суда. И опять «Адмирал Сервера» помчался к Хихону, но было уже поздно. Операция «Маятник» полностью удалась и если бы у республиканских эсминцев было больше боеприпасов (имелось в наличии только 15–20 снарядов на орудие) и топлива, мятежники наверняка лишились бы своих канонерок (одна из них получила пару попаданий). Позднее неуловимый «Сискар» был потоплен немецким бомбардировщиком «хейнкель 111».
14 августа после артподготовки силами 300 орудий и авиаударов примерно такого же количества самолетов мятежники перешли в наступление. 15 августа произошел танковый бой, в котором итальянская дивизия «23 марта» потеряла в противостоянии со старыми «рено» и советскими бронеавтомобилями БА-6 два танка (всего в Сантандерской компании участвовали 5 рот танков «фиат»).
16 августа наступавшие с юга наваррцы отрезали выступ республиканского фронта у Рейносы (тот самый, который Улибарри отказался заблаговременно очистить), а на следующий день итальянцами был захвачен стратегически важный перевал Эскудо.
Началась паника, командир одной из дивизий республиканцев вместе почти со всем штабом перешел к врагу. Панику смогли прекратить, но создать единый фронт обороны уже не удавалось. Баскские батальоны геройски сражались на побережье, но их руководство решило заключить сепаратный мир с итальянцами и направило войска не на запад (в Астурию), а на восток, в портовый город Сантонья, навстречу наступавшим интервентам. Генерал Гамир Улибарри медлил с отходом основной армии в Астурию, и более 1/3 ее личного состава попало в окружение.
ВВС республиканцев под Сантандером после перелета из центральной зоны 18 августа девяти И-16 состояли всего из 27 истребителей. 21–22 августа 1937 года над Сантандером произошло крупнейшее воздушное сражение за все время противоборства на Севере. Немцы на «мессершмиттах» сбили три И-15, но сами потеряли два бомбардировщика. Франкисты хвастливо заявили об уничтожении 30 республиканских истребителей, хотя такого количества самолетов у защитников Сантандера просто не было. 24 августа немцы были вынуждены на короткое время перебросить две свои истребительные эскадрильи под Сарагосу, где началось крупное наступление Народной армии.
25 августа командование басков заключило перемирие с итальянским полковником Фагоси, который обещал сохранение жизни всем сдавшимся и возможность покинуть Испанию на стоявших в гавани Сантоньи двух британских судах. 27 августа баски стали грузиться на корабли, но в 10 часов утра мятежники неожиданно с пулеметами окружили их и объявили, что Франко не разрешил эмиграцию. Итальянцы выразили мятежникам неудовольствие, но басков уже строили в колонны и под охраной фалангистов отправляли в лагеря военнопленных. Как всегда, начались расстрелы без суда и следствия.
26 августа итальянцы без боя вошли в Сантандер. 9 батальонов республиканцев смогли с боями прорваться на запад, в последнюю непокоренную провинцию Севера — Астурию. Большую роль в успехе этого прорыва сыграл командир эскадрильи истребителей Иван Евсевьев, который смог сбросить окруженным под Сантандером республиканцам вымпел с точным маршрутом отхода. При этом Евсевьев вступил в бой с двумя «мессершмиттами», сбив один из них. А его товарищи в это время сбили над своим аэродромом один бомбардировщик и один истребитель «фиат». В тот день немцы также потеряли над Хихоном сразу два бомбардировщика «хейнкель 111».
Часть республиканских войск сумела эвакуироваться из Сантандера морем. Группа советских военных советников и переводчиков, прорвавшись в порт через охваченный мятежом «пятой колонны» город, на шлюпках добралась до подводной лодки С-6, которой командовал Н. П. Египко. В ходе боев на Севере С-6 не раз успешно торпедировала корабли мятежников, но старые торпеды не взрывались, сводя на нет мастерство экипажа. Обманув преследовавшие ее корабли франкистов, С-6 добралась до Хихона. Позднее, после полученных С-6 тяжелых повреждений было принято решение затопить субмарину. Генерал Гамир Улибарри также на подводной лодке перебрался также в Астурию, а оттуда — в Барселону.