В октябре 1936 года комдив Мерецков отправился в Испанию в качестве военного специалиста для оказания помощи республиканскому правительству в борьбе с мятежниками генерала Франко. Накануне отъезда заместитель наркома обороны Маршал Советского Союза М. Н. Тухачевский ознакомил его с характером борьбы, происходящей в Испании, и задачами советских командиров-добровольцев. Он кратко охарактеризовал старую испанскую армию, почти полностью вставшую на сторону Франко, заметив, что не она представляла главную опасность для республиканской Испании. Испанская армия располагала опытом ведения "малых" колониальных войн, не более того. Обстановка осложнялась тем, что к мятежникам Франко уже потянулись их фашистские собратья - итальянские и немецкие военные советники. Следующим шагом могла быть прямая интервенция со стороны фашистской Германии и Италии.
Об армии Италии маршал сказал, что она немногим отличалась от старой испанской армии. Что же касается немецкой, то она заслуживала серьезного внимания. Причем надо иметь в виду, подчеркнул Тухачевский, что за пять лет, истекших после посещения Веймарской республики советской военной делегацией, в состав которой входил он сам, а также и Мерецков, в армии гитлеровской Германии произошли огромные изменения.
Оценивая силы республиканцев, Тухачевский отметил, что они включали большую часть народа - рабочих, крестьян, интеллигенцию. Но из них еще нужно создать армию с четкой организацией, твердой дисциплиной. Точно так же из добровольцев разных стран предстояло создать боеспособные интернациональные бригады. Из всего этого вытекала первейшая задача, которую предстояло решать советским военным советникам, - помочь республиканскому правительству Испании создать регулярную армию.
Приезд в Испанию группы советских добровольцев во главе с К. А. Мерецковым совпал с началом очередного наступления франкистов на Мадрид. В тяжелые дни для республиканцев, с трудом отбивавших атаки мятежников, Мерецков-Петрович (его псевдоним) по распоряжению главного военного советника Я. К. Берзина сразу же включился в активную работу, выполняя обязанности советника при начальнике Главного штаба. Он познакомился непосредственно на месте с обстановкой на всех основных направлениях обороны Мадрида, оказывал конкретную помощь молодым, неопытным командирам республиканских войск.
Когда непосредственная угроза Мадриду была снята, К. А. Мерецков, В. Е. Горев, Б. М. Симонов и другие советские военные специалисты под руководством Я. К. Берзина направили свои усилия на то, чтобы помочь республиканскому правительству осуществить радикальные меры по укреплению своей армии. Совместно с испанскими товарищами был разработан план первоочередных мероприятий.
Центральная идея плана заключалась в том, чтобы вести активную оборону на фронтах и завершить создание регулярной армии, а в тылу страны стратегических резервов. Несмотря на царившие в правительстве и военном руководстве республиканцев разногласия, предложенный план в основном был одобрен. Мадридский фронт признавался основным. Председателем хунты обороны Мадрида был назначен генерал Миаха, советником к нему Мерецков, которому, кроме того, поручили заниматься вопросами, связанными с подготовкой новых формирований для Мадридского фронта.
В городе Альбасете, который был центром формирования новых частей, вместе с Кириллом Афанасьевичем работали Н. П. Гурьев, В. Я. Колпакчи, А. И. Родимцев, Б. М. Симонов, Д. А. Цюрупа. По договоренности с Главштабом Испанской республики вначале формировались бригады, чтобы затем, когда они приобретут боевой опыт, слить их в дивизии, а когда окрепнут дивизии объединить их в корпуса. "Мы очень торопились, - вспоминал об этой напряженной работе Кирилл Афанасьевич, - поэтому бригады не успели достаточно хорошо обучиться военному делу. Искусство войны им пришлось постигать сразу на практике".
Большую часть зимы 1936/37 года Мерецков провел в Кастилии, так как в обороне Мадрида в это время особое внимание пришлось уделять боям, развернувшимся вдоль берега реки Харамы. Не сумев пробиться к столице с юга, запада, северо-запада, мятежники повели на нее атаку с юго-востока. Цель, которую они теперь преследовали, - отрезать Мадрид от морских портов Валенсия, Аликанте, Картахена, сомкнуть вокруг него кольцо. Участвуя в боях, Мерецков-Петрович на практике показывал, как должно командиру вести себя под огнем. Во время одной из атак английские волонтеры, увидев в своих рядах русского военного советника, настолько были восхищены его храбростью, что после боя подбежали к нему, пожимали руки, обнимали, целовали.
