Entre abril y septiembre de 1937 los rebeldes cambiaron la estrategia. Hasta entonces Madrid había constituido el objetivo prioritario pero tras el fracaso de las ofensivas para conquistarla, el Alto Mando Nacional decidió iniciar la campaña del Norte que preveía la conquista de Bilbao, Santander y Asturias.
El 22 de marzo de 1937 el general Franco desistió definitivamente en su empeño de conquistar Madrid. La prioridad pasaría ahora al ejército del norte al mando del general Mola. Este ejército aspiraba a la conquista de la zona republicana.
Para conseguirlo se apoyaba en su división de elite, la división Navarra, formada por 4 brigadas con 18.000 hombres. Al mismo tiempo recibía la ayuda de la brigada de “Flechas Negras” compuesta por 8.000 españoles al mando de oficiales italianos. El dominio aéreo fue garantizado por aviones italianos y alemanes y el bloqueo por mar por la escuadra nacional con el crucero “Canarias” al frente.
El 31 de marzo se inició la ofensiva. El ejército republicano del norte estaba al mando del general Llano de la Encomienda. En el primer frente a defender, el del País Vasco, los republicanos contaban con alrededor de 30.000 "gudaris" (nacionalistas vascos) y una mezcla de socialistas, comunistas, anarquistas y republicanos. Estas fuerzas carecían de tanques, de piezas de artillería y de un apoyo aéreo efectivo. Ese día bombarderos alemanes Junker 52 iniciaron el bombardeo del pueblo de Durango. Durango fue la primera población indefensa bombardeada de Europa, hoy en día este hecho permanece prácticamente en el olvido porque tan sólo unos días después Gernika acapararía toda la atención internacional.
Pero mientras, el 4 de abril los nacionales ya habían tomado Ochandiano y sus principales alturas. Mola impuso una primera detención en su ofensiva pero el 20 de abril reanudó el avance. Para el día 26 el avance nacional se había llevado a cabo de manera regular, la defensa republicana estaba al borde del colapso y entonces llegaron noticias de Gernika.
El 26 de abril de 1937 la población, con su famoso roble símbolo de las libertades vascas, fue bombardeada hasta la saciedad por un grupo de unos 40 aviones de la Legión Cóndor alemana y algunos italianos. Un total de unas 50 toneladas de bombas incendiarias fueron arrojadas sobre el centro de la ciudad. La población quedó completamente destruida. Con sus 7.000 habitantes, Gernika no tenía prácticamente ningún valor estratégico, era simplemente un cruce de carreteras en la retirada del ejército republicano hacia Bilbao. Cuando se conoció la noticia la opinión pública exterior se horrorizó. Franco, consciente de que ello podía ir en detrimento de su causa lanzó una campaña internacional tratando de demostrar que habían sido "incendiarios vascos" los que en su retirada habían destruido la población. Pero la gran mayoría de la opinión internacional supo que había sido efectuado un bombardeo y que los alemanes tenían mucho que ver en todo ello. Unas 72 horas después del bombardeo los nacionales conquistaron Gernika. Es evidente que la opinión exterior había puesto al mando nacional en una peligrosa situación, la mejor prueba de ello fue que no se produjeron en toda la guerra más bombardeos como el de Gernika.
Ahora los vascos habían retrocedido hasta las defensas exteriores de Bilbao. Ante ella se extendía el famoso “cinturón de hierro”, una cadena de fortificaciones de hormigón armado que teóricamente, y así lo anunciaba constantemente la propaganda, debían frenar la ofensiva nacional del general Mola. Pero el “cinturón” no podía defenderse por sí solo de los masivos ataques aéreos de una aviación enemiga sin oposición. Además uno de los principales oficiales que habían participado en la construcción del “cinturón”, el comandante Alejandro Goicoechea, se había pasado en marzo al bando nacional llevándose consigo los planos de la fortificación. Éstos reflejaban que la obra distaba mucho de estar completada y así los nacionales pudieron iniciar el ataque por los puntos más débiles y peor defendidos.
Pero antes de que ocurriera el drama de la caída de Bilbao los nacionales sufrieron la pérdida del general Molaocurrida el 3 de junio. El avión que lo transportaba se estrelló en un cerro cerca de Burgos y aunque se ha llegado a hablar de un posible sabotaje lo cierto es que el avión se estrelló presumiblemente por la niebla y la escasa visibilidad.
El general Fidel Dávilasucedió a éste en el mando del ejército del norte, Franco no pareció emocionarse en exceso por la muerte de Mola, probablemente sabía que había sido eliminado un posible rival que podía frenar su poder absoluto. Al mismo tiempo los republicanos sustituyeron a Llano de la Encomienda por el general Gamir Ulibarri al mando de las fuerzas vascas.
El 11 de junio se reanudaron los combates. Al anochecer de ese día las brigadas navarras alcanzaron el celebre "cinturón". El 12, tras un fuerte bombardeo aéreo y artillero, las líneas vascas se rompieron y se inició la desbandada, el 13 de junio se encontraban en Bilbao con la moral al mínimo después de la pronta caída del "cinturón". El gobierno vasco decidió la evacuación de la población civil, los niños serían enviados como refugiados a Inglaterra. El 17 de junio los nacionales llegaron a Bilbao y se inició un fuerte bombardeo artillero sobre la capital. El 18 los vascos decidieron que era imposible la defensa y empezaron su evacuación. A mediodía del día 19 los tanques nacionales convergieron sobre el centro de Bilbao y lo encontraron vacío. La República de Euskadi había caído.
La caída de Bilbao supuso una gran polémica religiosa. Efectivamente Euskadi había sido el único territorio en poder de la República donde se había respetado a la Iglesia. La República había además reconocido el derecho a la autonomía de la región, por eso los sacerdotes vascos prefirieron apoyar durante la guerra a una república anticlerical antes que a un bando nacional obsesionado con la férrea unidad de la patria. Pero tras la caída de Euskadi los obispos españoles encabezados por el cardenal Isidro Gomáescribieron una carta conjunta "a los obispos de todo el mundo" en el que comentaban que la causa del bando nacional era una causa teológicamente justa. Los obispos vascos se negaron a firmar el escrito y pidieron ayuda al Papa pero éste prefirió apoyar a los obispos partidarios de Franco y el Vaticano reconoció a su gobierno tras la caída de Bilbao.
Ahora los nacionales se ocupaban de completar la conquista del norte. El siguiente objetivo fue Santander pero antes se sufrió un parón en las operaciones debido a las contraofensivas republicanas iniciadas en Madrid y Aragón. Después de estos episodios se inició el avance el 14 de agosto de 1937. Los nacionales poseían unos 90.000 hombres divididos en seis brigadas navarras, dos divisiones italianas y la de los "flechas negras". La defensa de Santander se confió a los Cuerpos de Ejército 14º y 15º republicanos con unos 80.000 hombres pero con una alarmante inferioridad aérea. El 16 de agosto, dos días después del inicio de la ofensiva se tomó Reinosa, importante nudo estratégico y el 18 los italianos avanzaron y el frente dejó prácticamente de existir. El 23 de agosto se decidió la evacuación de la capital santanderina. Millares de santanderinos huyeron desde el puerto. Entre ellos estaban el presidente de Euskadi, José Antonio Aguirre y el general Gamir Ulibarri. Pero unos 60.000 hombres fueron hechos prisioneros cuando el general Dávila entró en Santander. Mussolini envió un telegrama de felicitación por la victoria italiana y el 27 de agosto su contenido apareció en los principales diarios de Italia, algo que para los republicanos demostraba que un ejército extranjero, con unidades regulares, intervenía en España.
Para rematar la caída del norte los nacionales prosiguieron la ofensiva el 1 de septiembre en dirección a Asturias. La misión se encomendó de nuevo a las seis brigadas navarras, los italianos fueron retirados del frente. Por parte republicana se esperaba una defensa más encarnizada en las sierras y montes de Asturias. Esperaban que la próxima llegada del mal tiempo detuviera la ofensiva hasta la primavera de 1938. Pero las fuerzas que disponían para ello eran los restos del Ejército 14 republicano con unos 8.000 hombres desmoralizados y el Ejército 17 con unos 35.000 hombres. De nuevo la falta de tanques, artillería y aviación hacía imposible la defensa. Aún así, el avance nacional fue lento. El terreno abrupto favorecía la defensa. Tras seis semanas de combate el dispositivo republicano aún no se había quebrado pero a partir del 15 de octubre la resistencia se debilitó. Todos los que pudieron emprendieron la huida, entre ellos el socialista Belarmino Tomás, jefe del Consejo de Asturias y León, órgano de gobierno que había regido la zona durante la guerra. El 21 de octubre cayó Gijón, y con Oviedo también en manos de los nacionales el frente norte republicano había desaparecido.
La guerra en el norte fue relativamente fácil para los nacionales porque las tres provincias en manos de la República habían hecho la guerra por su cuenta, habían sido prácticamente tres estados independientes y ante esto la coordinación de una defensa común era imposible. No podía aún presumirse el alcance que tendría la caída del norte en la guerra civil pero lo cierto es que a partir de dicha caída la zona nacional había desnivelado la balanza a su favor frente a su homónima republicana.