Помимо появления советских танков на земле, мятежников и интервентов ожидал столь же неприятный сюрприз в воздухе. 28 октября 1936 года на севильский аэродром Таблада совершили неожиданный налет неизвестные бомбардировщики, которые нанесли удар как раз в то время, когда итальянцы заканчивали подготовку к боевому применению новой эскадрильи истребителей «фиат». «Сверчки» попытались атаковать противника, но неизвестные самолеты на высокой скорости спокойно ушли восвояси. Это был дебют в Испании новейших советских бомбардировщиков СБ (т. е. «скоростной бомбардировщик»; советские летчики величали самолет уважительно — «Софья Борисовна», а испанцы называли СБ «катюшками» в честь русской девушки, героини одной из популярных тогда в Испании оперетт). Свой первый полет СБ совершил в октябре 1933 года. Он мог развивать феноменальную по тем временам скорость — 430 км в час, что позволяло совершать бомбежки без истребителей сопровождения. Солидной была и высота полета — 9400 метров, которая тоже была недосягаемой для «фиатов» и «хейнкелей» противника. Однако, «катюшка» была очень нежной и капризной в эксплуатации (что неудивительно, так как самолет был совсем новым), а также несла всего 600 кг бомбовой нагрузки.
Сталин принял решение послать СБ в Испанию 26 сентября 1936 года. К 6 октября 30 самолетов уже были упакованы в ящики, а 15 октября их уже разгрузили в испанском порту Картахена. Сборка самолетов проходила под бомбежками «юнкерсов», которые смогли повредить два СБ (их пришлось списать на запчасти).
Итальянцы не знали, что первый вылет СБ на Табладу прошел не очень удачно. Восьмерка самолетов (в составе экипажей были русские и испанцы, и для всех из них самолет был новинкой) натолкнулась на плотный зенитный огонь и один СБ был поврежден. Он уже не мог развить предельную скорость и, не желая задерживать товарищей (остальные самолеты шли на малом ходу, прикрывая «раненого» своими пулеметами), сделав прощальный знак, устремился к земле. Еще три самолета совершили вынужденную посадку, не дотянув до аэродрома. Причем одного из наших летчиков по ошибке едва не линчевали подоспевшие крестьяне, привыкшие видеть в небе только вражеские самолеты.
Да, первый блин был комом. Но уже 1 ноября СБ разбомбили на аэродроме Гамональ 6 итальянских истребителей, причем настырные бомбардировщики не только встретили огнем вылетевшие на перехват «фиаты», но даже стали их преследовать. Всего к 5 ноября «катюшки» записали на свой счет 37 уничтоженных самолетов врага. Немецкие и итальянские истребители, отчаявшись догнать СБ, сменили тактику. Они караулили самолеты на большой высоте над аэродромами и пикировали на них сверху, добирая в скорости. 2 ноября над Талаверой был сбит первый СБ, и его экипаж под командованием П. П. Петрова погиб.
Всего за время гражданской войны в Испании СБ совершили 5564 самолето-вылета. Из 92 направленных в Испанию СБ было потеряно 75, в т. ч. 40 были сбиты истребителями, 25 от зенитного огня и 10 в результате аварий.
Появление на фронте СБ произвело большое (и, естественно, разное) впечатление на обе стороны конфликта. Республиканцы воспрянули духом, а английские газеты уже 30 октября сообщали о невиданном «громадном» бомбардировщике правительственных войск. Франкисты сначала думали, что столкнулись с американским самолетом «мартин 139». Чтобы укрепить их в этом заблуждении республиканская пресса опубликовала фотографию настоящего «мартина» с опознавательными знаками ВВС республики.
Франко довольно оперативно узнал о прибытии советских танков и самолетов в Испанию. Тем более, что советская техника сразу внесла в борьбу на фронтах перелом. Во время разгрузки Т-26 в Картахене на рейде этого порта находился немецкий эсминец «Лукс» («Рысь»), который сразу же передал информацию на флагманский корабль германской эскадры у берегов Испании, «карманный» линкор «Адмирал Шеер». Посланная «Шеером» в Берлин радиограмма, была перехвачена итальянским крейсером «Куарто», стоявшим в порту Аликанте, и о советских танках стало известно в Риме.
Не дремала и агентура Канариса. 29 октября в Берлине приняли сообщение о прибытии «20 русских самолетов, одноместных истребителей и бомбардировщиков в Картахену в сопровождении механиков». Очень пристально следил за всеми направлявшимися в Испанию судами германский генеральный консул в Одессе, имевший, судя по его донесениям, неплохую агентуру в порту.
Франко вызвал к себе в ставку военного представителя Италии подполковника Фалделлу и торжественно объявил, что теперь ему противостоит не только «красная Испания», но и Россия. Поэтому срочно нужна помощь Берлина и Рима, а именно 2 торпедных катера, 2 подлодки (чтобы не пропустить советские корабли в Испанию), а также противотанковые орудия и истребители.