18 июля 1936 Франко объявил о начале восстания, на следующий день прибыл в Марокко, поднял армию и вскоре высадился в Испании. 1 октября 1936 как старший по званию среди мятежных генералов был облечен в Бургосе званием El Caudillo (вождя) и стал главой национального правительства. При поддержке Гитлера и Муссолини к концу 1937 полностью завоевал северо-запад Испании. Барселона была занята 26 января, а Мадрид – 24 марта 1939.

Декретом от 4 августа 1939 Франко был объявлен пожизненным «верховным правителем Испании, ответственным только перед Богом и историей». Во Второй мировой войне Испания осталась в числе невоюющих государств, хотя Франко не скрывал своих симпатий и оказывал поддержку лидерам государств Оси. Реакция союзников нашла отражение в резолюции Генеральной ассамблеи ООН, призывавшей к дипломатической изоляции Испании (отменена в ноябре 1950). В течение 1950–1960-х годов отношения со странами Запада постепенно наладились. США построили в Испании несколько военных баз и оказали ей существенную экономическую помощь. В 1955 Испания была принята в ООН.

Под нажимом оппозиции Франко в 1964 объявил об амнистии всех политических заключенных, а к концу 1966 ввел новую конституцию, которая предусматривала более широкие политические, религиозные свободы и права граждан и обеспечивала номинальное разделение властей между премьер-министром как главой правительства и премьер-министром как главой государства. В январе 1969 студенческие волнения и либеральная оппозиция режиму побудили Франко восстановить цензуру и временно ограничить гражданские права. В октябре 1969 Франко предложил ключевые министерские посты членам единственной фракции – организации мирян в рамках Римско-католической церкви – Дело Божье (Opus Dei). В 1969 объявил своим преемником будущего короля Испании принца Хуана Карлоса, внука Альфонса ХIII. В 1973 отказался от поста премьер-министра, сохранив титул главы государства и главнокомандующего армии. Умер Франко в Мадриде 20 ноября 1975.