Poprzez swoje zaangażowanie, Stalin chciał przede wszystkim przejąć kontrolę nad hiszpańskim ruchem komunistycznym, który pozostawał pod dużym wpływem Lwa Trockiego. Tzw. „trockiści” skupieni w Hiszpanii wokół Partii Robotniczej Zjednoczenia Marksistowskiego (POUM), byli bardzo nieprzychylni ZSRS. Wygrana kontrolowanego przez trockistów rządu republikańskiego nad oddziałami wiernymi gen. Franco wiązałoby się ze znacznym ograniczeniem wpływów Związku Sowieckiego w Europie Zachodniej.

Już w grudniu 1936 r. prasa sowiecka rozpoczęła medialną nagonkę na katalońską partię POUM. Postulowano konieczność jej zlikwidowania, zarzucając, że jest ona „ekspozyturą faszystów”. W ZSRS rozpoczęto działania polityczne mające na celu zdelegalizowanie trockistowskiej partii. Sowiecki ambasador, Marcel Rosenberg, otrzymał rozkaz uzyskania zgody premiera republikanów, Largo Caballero, na zlikwidowanie POUM. Ten odrzucił propozycję ZSRS, oburzając się na butę swoich sowieckich sojuszników. Za niewykonanie misji Rosenberg został odwołany z placówki dyplomatycznej do Moskwy i zamordowany.

W związku z niepowodzeniem zabiegów dyplomatycznych Stalin zlecił swojemu konsulowi generalnemu w Hiszpanii, Antonowowi Siejenko, obalenie premiera Caballero. Decyzja o jego usunięciu zapadła na posiedzeniu egzekutywy partii komunistycznej. Jedynie sekretarz generalny Jose Diaz i minister edukacji zaprotestowali przeciwko zamachowi stanu. Następcą premiera Caballero został Juan Negrin, który w rzeczywistości był marionetką w rękach sowieckiej rezydentury NKWD i przychylnej Moskwie Komunistycznej Partii Hiszpanii.

16 czerwca 1937 r. premier Negrin zdelegalizował POUM. Szef NKWD, Aleksander Orłow od czasu przewrotu stanu zaczął traktować Hiszpanię jak kraj satelicki ZSRS. Zlecił on pułkownikowi Ortedze, nowemu szefowi bezpieki, podpisanie nakazów aresztowań członków Komitetu Wykonawczego POUM. Ten wykonał zadanie nawet nie informując o nim ministra spraw wewnętrznych.

Policja rządu republikańskiego przekazała aresztowanych w ręce NKWD. Sekretarza politycznego POUM, Andreu Nin, przesłuchiwano przez 30 godzin, jednak nie przyznał się do sfabrykowanych oskarżeń. Odmówił również podpisania jakiejkolwiek deklaracji, która obciążałaby jego partię. Anderu Nin pozostał nieugięty nawet po bestialskich torturach. Jego oprawcą był m.in. przez Enrö Gerö, późniejszy I sekretarz komunistycznej partii węgier. Aleksander Orłow chciał aby przywódca POUM przyznał się do współpracy z Lwem Trockim, a wówczas zostałby wywieziony do Moskwy i sądzony w procesie pokazowym. Nin nie przyznał się. Wobec tego zamordowano go, a zwłoki zakopano na przywięziennym placu. Pozostali członkowie partii POUM zginęli w podobny sposób.

Terror który nastał w Hiszpanii po objęciu teki premiera przez Juana Negrina, pochłonął 15 tysięcy ofiar. „Czekiści” prowadzący akcję aresztowań mieli pełny dostęp do informacji policyjnych. Na terenie kontrolowanym przez republikanów utworzono nielegalne więzienia, zwane chekas. Najstraszliwsze z nich, zorganizowane w podziemiach klasztoru św. Urszuli nazywano później hiszpańskim Dachau. Jedna z ofiar wspomina: „Wielu więźniów wieszano za nogi, głowami w dół, i pozostawiano tak na całe dni. Innych zamykano w ciasnych szafach, z wyciętymi kilkoma otworami na wysokości twarzy, tak małymi, że ledwie mogli oddychać… Była jeszcze straszniejsza tortura, tak zwana szuflada: więźnia zmuszano do ukucnięcia w kwadratowej skrzyni i w tej pozycji musiał trwać przez wiele dni – niekiedy osiem do dziesięciu dni bez najmniejszego poruszenia…”

Ofiarami represji zostawali nie tylko działacze polityczni, ale również rzesza wolontariuszy, która przybywała do Hiszpanii walczyć przeciwko faszystom. Stalin obawiał się, że niepewni politycznie komuniści napływający z Europy i świata staną się zarzewiem buntu przeciwko dominującej pozycji ZSRS. Proces weryfikacji wolontariuszy zaczynał się już w głównym biurze werbunkowym w Paryżu. Zatrudniono w nim agentów NKWD, którzy mieli za zadanie wytypować niepewne politycznie osoby, które następnie mordowano. Każdy z wolontariuszy brygad międzynarodowych był zobowiązany do pozostawienia swojego paszportu w biurze werbunkowym, które po wojnie zwracano. Paszporty tych, którzy zginęli i w związku z tym nie upomnieli się o swoją własność, były później wykorzystywane przez sowiecki wywiad do tworzenia fałszywych tożsamości.

Organizatorem brygad międzynarodowych został Andre Martin, który cechował się swą nienawiścią do osób o demokratycznych poglądach. Wielu z likwidatorów osób niepewnych politycznie w późniejszym czasie szybko awansowała. Czystkami wśród wolontariuszy niemieckich zajmował się Walter Ulbricht, późniejszy szef partii komunistycznej w NRD. Pieczę nad żołnierzami węgierskimi sprawował wymieniany już Enrö Gerö. W wojnie domowej w Hiszpanii wzięli również udział Polacy, zwani od brygady w której walczyli Dąbrowszczakami. Jednym z nich był późniejszy stalinowski generał Karol Świerczewski.

Do dziś nieznana jest liczba zabójstw dokonywanych na wolontariuszach brygad międzynarodowych. Wśród najznaczniejszych znaleźli się były sekretarz Trockiego Erwin Wolf oraz austriacki socjalista Kurt Landau. Niektórym udawało się ujść z życiem. Wśród nich byli Willy Brandt, późniejszy kanlcerz RFN oraz Eric Arthur Blair, szerzej znany jako George Orwell. Wydarzenia tego okresu przyczyniły się do napisania przez niego książek pt. „Folwark zwierzęcy” i „Rok 1984”.

Sowieci, którzy na rozkaz Moskwy mordowali w Hiszpanii politycznych przeciwników także musieli zginąć. Stalin obsesyjnie obawiał się wpływu trockizmu, nakazywał więc likwidację wszystkich, którzy mogli mieć z nim styczność na zachodzie Europy. NKWD w Moskwie zadbało o to, aby Rosjanie powracali z Hiszpanii bez oporów. W związku z tym stosowano szereg metod mających wymusić dobre wrażenie. Władimir Antonow Owsiejenko wrócił myśląc, że zostanie ministrem sprawiedliwości. Wkrótce jednak został bestialsko zamordowany.

Sowieci, którzy wyjeżdżali ze Związku Sowieckiego, zostawiali w swym kraju rodzinę lub kogoś z najbliższych. Wiedzieli, że w przypadku odmowy wykonania rozkazu ich najbliżsi zginą lub zostaną zesłani na Syberię. Jeżeli jednak znaleźli się wśród nich tacy, którzy nie bacząc na los swoich bliskich odmawiali powrotu, puszczano za nimi w pościg lotne zespoły Zarządu Operacji Specjalnych. Nikomu nie udawało się ujść z życiem.

Jedyną osobą, której udało się przechytrzyć Stalina, był szef NKWD w Hiszpanii, Aleksander Orłow. Wezwany do ZSRS odmówił powrotu. Jednocześnie zagroził, że opublikuje spisane przez siebie wspomnienia, w których zawarł wszystkie szczegóły stalinowskich zbrodni. Stalin przestraszył się tej groźby. Orłow wraz z rodziną wyjechał do USA, wykorzystując do tego jeden z paszportów amerykańskich wolontariuszy brygad międzynarodowych. Już po śmierci przywódcy Stalina wspomnienia Orłowa doczekały się wydania. Publikacja była szokiem dla dyrektora FBI J. Edgara Hoovera, który nie zdawał sobie sprawy z piętnastoletniego pobytu byłego wysokiego funkcjonariusza NKWD na terytorium Stanów Zjednoczonych.