На первый взгляд, удар наносился в неподходящей местности. В тылу у республиканцев была река Харама (через которую, правда, было несколько мостов, в том числе железнодорожных), а дороги в районе боевых действий не имели твердого покрытия и ранней весной затрудняли быструю переброску войск. Но франкисты, собрав доселе небывалую по мощи группировку, надеялись быстро захватить мосты через Хараму, форсировать ее и перерезать шоссе Мадрид-Валенсия. Как всегда, костяк всех трех ударных колонн составляли марокканцы и бойцы Иностранного легиона. Новинкой был добровольческий батальон ирландских националистов (т. н. «синие рубашки», около 600 человек), практически полностью уничтоженный в дальнейшем сражении.
У республиканцев на западном берегу Харамы не было укреплений, так как они сами готовились наступать. В первых числах февраля две бригады Народной армии (18-я и 23-я) в качестве авангарда будущей ударной группы заняли позиции на западном берегу. В них было по 4 полноценных батальона (правда, батальон мятежников был, как правило, по численности в два раза больше республиканского), но приданные им артиллерийские батареи еще не подошли.
6 февраля, после короткой артподготовки мятежники двинулись в наступление, намереваясь захватить мосты через Хараму. Несмотря на то, что республиканцы еще не успели освоиться в новом для них районе, они оказали ожесточенное сопротивление, но к ночи под угрозой окружения обе бригады были отведены на восточный берег Харамы. Опять плохо показало себя высшее республиканское командование (Посас), ничем не поддержавшее две бригады на западном берегу, хотя в тылу стояло 6 бригад, подготовленных для наступления.
К северу от фронта наступления мятежников протекала река Мансанарес, что давало республиканцам отличную возможность нанести Оргасу фланговый удар, опираясь на водную преграду. В излучине Мансанареса и Харамы находился и крайне важный стратегически городок Васиамадрид, из которого можно было держать под обстрелом шоссе Мадрид — Валенсия. Республиканское командование несколько укрепило войсками этот район, но основное внимание его было приковано к вышедшей на берега Харамы группировке Оргаса. Поднятые по тревоге, к Хараме перебрасывались XII-я интербригада (состоявшая к тому времени большей частью из немцев и австрийцев) и несколько испанских бригад.
7 февраля мятежники атаковали переправы через Хараму, но были отбиты. Тогда 8 февраля Оргас перенес удар в излучину двух рек и силами до шести батальонов захватил ее, вместе с городом Васиамадрид. Ночью четыре батальона республиканцев из разных бригад контратаковали, но мятежники уже успели не только отрыть окопы, но и натянуть колючую проволоку, перед которой новобранцы, как правило, пасовали.
9 и 10 февраля мятежники приводили себя в порядок и готовились к форсированию Харамы. Республиканцы не уничтожали мосты через реку, видимо, все еще имея в виду свое генеральное наступление. Охрану мостов поручили нескольким ротам интербригад. В ночь на 11 февраля только что прибывший на охрану моста Пиндок франко-бельгийский батальон им. А. Марти был внезапно атакован марокканцами, перебившими штыками и кинжалами целую роту в составе 126 человек, из которой смогли спастись только шесть бойцов. Мятежники быстро перебросили на восточный берег четыре батальона, более 10 танков и стали расширять плацдарм. В пять вечера две интербригады (XI-я и XV-я) при поддержке танков провели контратаку. Танки дошли до моста, но пехота отстала, и мятежники сохранили свой плацдарм на восточном берегу Харамы глубиной в 3 километра.
Ночью франкисты навели понтонный мост и к утру 12 февраля переправили через реку 9 батальонов, 40 орудий и 15–20 танков. Новая атака интербригад при поддержке танков на этот раз закончилась серьезной неудачей: огнем немецких противотанковых пушек было подбито 7 танков. В тот же день мятежники захватили еще одну переправу через Хараму и расширили свой плацдарм на восточном берегу, составлявший 8 километров по фронту и 2–3 километра в глубину.
Неприятностью для Франко стало господство в воздухе республиканской авиации. Мятежники уже не могли по несколько раз в день бомбить позиции противника: советские истребители сразу же поднимались на перехват. В воздушных боях участвовало сразу до ста машин. 12 февраля 1937 года было сбито 7 самолетов мятежников, и ВВС республики были впервые в войне направлены для штурмовых ударов по частям мятежников. До этого такой вид использования авиации почти не применялся. Дело ограничивалось бомбежкой аэродромов и транспортных узлов и предотвращением бомбовых ударов противной стороны.