10 декабря 1937 года 15 «мессершмиттов», по выражению одного из немецких летчиков, «были счастливы», что смогли оторваться от республиканских истребителей без потерь.
Положение изменилось с 22 декабря, когда под Теруэлем были сконцентрированы почти все истребители и бомбардировщики мятежников. В условиях численного превосходства врага, республиканские истребители не всегда могли выполнить свою основную задачу: перехватывать вражеские бомбардировщики, штурмовавшие позиции республиканцев под Теруэлем. Часто все силы уходили на борьбу с истребителями противника, которые прикрывали свои бомбардировщики большими группами. В день начала франкистского контрнаступления 22 декабря 1937 года одна эскадрилья И-15 и три — И-16 встретились в воздухе с 40 «фиатами» и 15»мессершмиттами», которые шли на 1000 метров выше итальянцев на высоте 4000 метров. Это был принципиальный бой, в котором немцы и итальянцы хотели завоевать господство в воздухе над Теруэлем. Однако советские «высотные чистильщики» связали Ме-109, в то время как их товарищи взялись за итальянцев. Те сражались с невиданным доселе упорством. Потом выяснилось, что в этом воздушном сражении участвовали лучшие летчики и инструкторы из Высшей воздушной школы Италии. Их только что перебросили с Апеннин, чтобы поднять сломленный боевой дух их коллег, которые никак не могли придти в себя после разгрома Гарапенильоса. Несмотря на то, что двигатель И-16, начиная с высоты 3000 метров, серьезно уступал по мощности мотору Ме-109 и «чистильщики» испытывали большие перегрузки, бой 22 декабря закончился победой республиканцев: домой не вернулись два «мессера» и пять «фиатов». Советские летчики и их боевые друзья-испанцы не досчитались пяти машин.
В середине января 1938 года в Испанию прибыли три немецких пикирующих бомбардировщика Ю-87. Этот самолет стал позднее одним из основных факторов успеха вермахта в начале Второй мировой войны. Ю-87 был вооружен тремя пулеметами калибра 7,92 мм и развивал скорость до 410 км в час, обладая практическим потолком в 7300 метров. Как уже упоминалось, прототип «штуки» участвовал в боях на Севере и летом 1937 года был отправлен обратно в Германию. В феврале Ю-87 приняли участие в боях за Теруэль. В основном они использовались для разрушения мостов и других малых целей в тылу республиканцев. Теоретически «штука» могла летать с бортстрелком и 500-килограммовой бомбой. Однако на практике недостаточная мощность двигателя вынуждала брать на борт лишь 250 кг смертоносного груза, или отказываться от стрелка, чего не хотел ни один пилот. По итогам войны в Испании мощность двигателей «штуки» была увеличена почти в два раза.
К концу декабря у мятежников под Теруэлем было уже 250 самолетов и они имели подавляющее превосходство в бомбардировочной авиации. Республиканцы могли рассчитывать в основном на 30 тихоходных Р-зет, на прикрытие которых требовалось минимум столько же истребителей. Пришлось вылетать на штурмовку позиций врага и самим истребителям. Но у них не было пушечного вооружения, и они не могли выполнить главную задачу: вывести из строя артиллерию противника. 7 февраля 1938 года три эскадрильи И-16, сопровождавшие на бомбежку СБ, отвлеклись и атаковали бомбардировщики противника, которые шли встречным курсом. Но в это время на беззащитные бомбардировщики обрушились «мессершмитты», сбившие 4 «катюшки», еще 10 бомбардировщиков получили повреждения. Целыми вернулись домой только 4 машины. Это был чувствительный удар, хотя и немцы потеряли один «мессер» и два бомбардировщика.
Но в целом немцам и итальянцам не удалось завоевать над Теруэлем полного господства в воздухе. «Мессершмитты» заявили о 52 сбитых самолетах; столько же уничтожили только две эскадрильи республиканских истребителей. Лишь огромное превосходство в бомбардировочной авиации позволило мятежникам активно воздействовать на наземные операции. На 20 октября 1937 года в Испании насчитывалось только 25 исправных бомбардировщиков СБ и еще 14 были в ремонте. Но и этими малыми силами советские и испанские пилоты доставляли немало неприятностей врагу. 5 ноября 1937 года три эскадрильи СБ (одна советская и две испанские) бомбила склады боеприпасов в Сарагосе, сбросив в общей сложности 13 тонн бомб. Пожары в городе не прекращались три дня. Зенитный огонь вынуждал бомбардировщики подниматься на 5000–6000 метров. Кислородное оборудование с СБ было снято и летчикам пришлось приспособить кислородные медицинские подушки. Появление «мессершмиттов» заставило командование ВВС республики придавать СБ истребительное сопровождение. Прицелы пулеметов «катюшек» не были рассчитаны на развиваемую Ме-109 скорость. По предложению Смушкевича в январе-марте 1938 года в республику был поставлен еще 51 СБ, что хотя бы немного облегчило тяжелое положение республиканской бомбардировочной авиации.
Ключевым же фактором успеха франкистов стало их подавляющее преимущество в артиллерии. К моменту начала военного мятежа в июле 1936 года артиллерия испанской армии насчитывала 8 легких артиллерийских бригад по числу расположенных на полуострове пехотных дивизий. Каждая бригада состояла из двух полков: 75 мм пушек и 105 мм гаубиц. Было и четыре отдельных полка тяжелой артиллерии (155 мм гаубицы и 127 мм пушки). Всего насчитывалось 756 орудий, 150 орудий береговой артиллерии и 60 зениток. После 18 июля 1936 года 90 % офицеров артиллерии, которая считалась привилегированным родом войск, и 2/3 всех батарей оказались на стороне мятежников. Общая подготовка испанских артиллеристов была крайне слабой. Артиллерия могла только стрелять с закрытых позиций «по квадратам», что снижало точность попаданий. Такой вид боя, как стрельба прямой наводкой, был практически не известен. В Народной армии дело усугублялось еще и тем, что на вооружении находилось множество систем орудий, закупленных через посредников в первые месяцы войны, к которым постоянно не хватало боеприпасов. Многие офицеры старались держать орудия в тылу, чтобы при отступлении они не достались противнику. Не была налажена система оперативной связи и взаимодействия с пехотными частями.
С помощью советских советников (особенно будущего маршала артиллерии СССР Н. Н. Воронова) были разработаны необходимые наставления по артиллерийской стрельбе, а из СССР прибыло около сотни противотанковых орудий и 76 мм полевые пушки с боеприпасами. Были открыты школы по подготовке офицеров-артиллеристов
Уже на Хараме Народная армия имела 36 батарей (105 орудий), причем больше всего было 115 мм гаубиц — 53. Для них требовалось 100 тысяч снарядов, которых в действительности просто не было. Острый недостаток боеприпасов стал «ахиллесовой пятой» республиканской артиллерии на протяжении всей войны. На Хараме батареи научились маневрировать по фронту и вести огонь по танкам прямой наводкой.
В мае 1937 года в Народной армии была уже 451 батарея (1681 орудие), в то время как в июле 1936 года республиканцы располагали только 220 орудиями. В Брунетской операции огнем республиканской артиллерии было сорвано наступление целого корпуса мятежников. В этом сражении республиканцы достигли впечатляющей плотности артиллерии — 13,8 орудия на 1 километр фронта, а на участке главного прорыва этот показатель достигал 26,6 ствола (Полевой устав РККА 1936 года требовал при наступлении 30–36 орудий на 1 км фронта).
Под Теруэлем сказалось большое преимущество артиллерии мятежников, полностью обеспеченной немецкими и итальянскими снарядами. Республиканцам же по-прежнему приходилось импровизировать. Так, с затонувшего немецкого корабля было поднято несколько 105-мм пушек, к которым с помощью советских специалистов удалось изготовить 2000 снарядов. Изрядного страха нагнали на франкистов трофейные 420 мм мортиры, к которым советские специалисты также смогли подобрать снаряды. Но все равно это были импровизации из серии «голь на выдумку хитра». Противопоставить шквалу артиллерийского огня противника под Теруэлем республиканцам было практически нечего. Правительство республики и компартия предпринимали меры для увеличения производства снарядов на заводах республики, но было упущено много времени.
