Valladolid era una pieza clave en los planes de la conspiración. Era la sede de la VII Región Militar, contaba con importantes guarniciones, y su posición geográfica en el centro de la meseta la hacía indispensable para controlar las comunicaciones entre el norte y el sur del país. En la noche del 18 al 19 de julio de 1936 los militares sublevados se hicieron con el control de las fuerzas militares tras detener violentamente a su legítimo jefe, el general Molero. Valladolid se convirtió en la primera gran ciudad peninsular en la que triunfó la sublevación.
No fue sin resistencia. Unas 500 personas intentaron ofrecer resistencia desde la Casa del Pueblo, ubicada en la céntrica calle Núñez de Arce. El bando sublevado llegó a colocar una ametralladora en la torre de la Catedral para acabar con la defensa. Los que resistieron dentro del edificio fueron detenidos uno a uno. Los incidentes en la Casa del Pueblo se saldaron con más de 500 detenidos, de los cuales 448 fueron procesados en un consejo de guerra en el que 40 obtuvieron la sentencia de pena de muerte.
Con el importante apoyo de los falangistas y de los monárquistas alfonsinos, los sublevados controlaron en poco tiempo toda la provincia y procedieron a organizar una columna que marchó sobre Madrid a través de los puertos de Guadarrama y Navacerrada, dando lugar a la primera batalla de la guerra: la batalla de Guadarrama. El frente se estabilizó en la sierra madrileña y Valladolid quedó en retaguardia para el resto de la guerra. La ciudad albergó tropas del CTV italiano e incluso unidades de la Legión Cóndor alemana. Los mismos aviones que meses después bombardearían Guernica estacionaron en Castilla.