В 1940 году Гитлер рассматривал идею союза Германии, Италии, Испании и вишистской Франции, но интересы двух последних стран значили для него крайне мало. Вступление Испании в войну позволило бы ему напасть на Гибралтар и лишить Британию возможности действовать в Западном Средиземноморье, поскольку немцы получили бы в свое распоряжение авиационные базы на юге Испании. Кроме того, этот союз дал бы немцам базы подводных лодок на Атлантическом и Средиземноморском побережьях Испании и на Канарских островах. Гитлер и Франко встретились в Андае 23 октября 1940 года.

Хотя Франко, подписавший в 1939 году договор о дружбе с Германией, был активным сторонником дела Гитлера (факт, который старательно затушевывали после войны), Испания осталась в стороне от конфликта. Позже франкисты делали вид, что Испании удалось сохранить нейтралитет благодаря смелой и искусной политике Франко, сумевшего уйти из-под давления Гитлера. На самом деле Франко был твердым противником демократии и разделял убеждение Гитлера о том, что иудаизм, коммунизм и космополитизм связаны между собой и представляют угрозу, а за созданием альянса против Германии стоят евреи. Франко не хотел, чтобы Испания укрывала евреев. Указ от 11 мая 1939 года запрещал въезд в страну «лицам явно еврейского происхождения», а другой указ от 23 октября 1941 года запрещал перевозить евреев в Новый Свет на испанских кораблях. Искать убежище в Испании стало бессмысленно.

Гитлер, по мнению Франко, должен был победить. Высокая вероятность такого исхода давала Испании шанс получить контроль над Гибралтаром, Марокко и даже Португалией, традиционной союзницей Британии. Многим в Испании нравилась перспектива таких приобретений, особенно среди членов Испанской фаланги. Уже в июне 1940 года Франко оккупировал международную зону Танжера.

Претензии Франко на территориальные выгоды в французской Северной Африке, в частности в Марокко, Гитлер счел чрезмерными, к тому же они могли ослабить вишистскую Францию, которая благодаря своей империи и флоту считалась более важной союзницей в политическом и военном отношении. Требование поставок продовольствия, сырья, промышленных товаров и вооружения он также счел неприемлемыми. Для Гитлера Испания не представляла особенного интереса и давала лишь незначительные преимущества, не стоившие усилий, не в последнюю очередь это было следствием явной слабости испанской экономики. Действительно, из-за морской блокады Испания зависела от союзников в плане топлива и продовольствия. Многочисленные проблемы, возникшие в альянсе с Муссолини, разубедили Гитлера связываться с Франко. Последний, на его взгляд, мало что мог предложить и только отвлекал от цели – победы над Советским Союзом. Франко все время твердил, что Испания истощена и что если он вступит в войну с Британией или предоставит немецким войскам право транзитного прохода для нападения на Гибралтар, то Британия не замедлит атаковать испанские заморские владения. Поэтому Испания самопровозгласила себя «не воюющей стороной».

Тем не менее Франко активно сотрудничал с Гитлером, например предоставлял базы для самолетов немецкой разведки и итальянских торпедных подразделений, содействовал немецкому шпионажу и пропаганде, снабжал топливом подводные лодки, подвозил сырье. Франко переправил на Восточный фронт добровольческую Голубую дивизию, которая воевала против Советского Союза. В дивизии сражалось около 47 000 испанцев. Испанская добровольческая дивизия (División Española de Voluntarios) стала известна как Голубая дивизия, потому что многие из первых добровольцев были ополченцами Испанской фаланги и это был цвет их форменных рубашек. Они не входили в регулярные вооруженные силы, и, поскольку Франко не объявлял войну Советскому Союзу, их участие преподносилось как ответ на действия советского правительства во время Гражданской войны в Испании. Волонтеров не хватало, поэтому к концу 1942 года в дивизию вербовали даже антифашистов. Дивизия сражалась смело и хорошо.

Среди сторонников режима между тем происходили трения. Напряженность прослеживалась в правительстве, в армии, в Испанской фаланге и среди правых в целом. В 1942 году в Бильбао около базилики Бегоньи произошло столкновение фалангистов и карлистов, полетели гранаты, в итоге лидеры фалангистов были наказаны. Рамон Серрано Соньер, лидер Фашистской фаланги и шурин Франко, с 1940 года занимавший пост министра иностранных дел, был решительным противником антигитлеровской коалиции. В 1942 году его заменили.

Позднее, когда стало ясно, что война идет для Германии не лучшим образом, особенно после вторжения на Сицилию и свержения Муссолини в июле 1943 года, режим Франко стал вести себя со странами антигитлеровской коалиции более услужливо. Когда союзники в ноябре 1942 года завоевали вишистские Марокко и Алжир, а затем разгромили силы оси в Тунисе, Испания уже оказалась в уязвимом положении. Немецкая оккупация вишистской Франции в ноябре 1942 года усилила присутствие Германии на северной границе Испании. В 1943 году нейтральная Португалия выступила на стороне союзников, позволив им создать авиабазы на Азорских островах. Чем менее благоприятным начинал выглядеть ход войны для стран оси, тем менее фашистским пытался выглядеть режим Франко. Это выразилось, кстати, в смягчении отношения к еврейским беженцам.

Голубую дивизию сократили в размерах и отозвали в 1943 году. 1500 человек остались в составе Испанского легиона, но им было приказано вернуться домой в феврале 1944 года. Под угрозой прекращения поставок нефти из Соединенных Штатов Франко в мае 1944 года согласился передать все интернированные итальянские корабли, изгнать всех немецких агентов и почти целиком прекратить поставки вольфрама в Германию. В октябре 1944 года Испания признала правительство Шарля де Голля во Франции. Однако дипломатические отношения с Германией были разорваны только в апреле 1945 года, и до конца войны Испания продолжала вести разведку в пользу Германии. Кроме того, немецкие и вишистские деятели получали в Испании убежище, а некоторым из них помогли бежать в Южную Америку.

Как и в Таиланде, колебания политики военного времени подготовили почву для послевоенного мифа о нейтралитете, мифа, который способствовал военному сотрудничеству Франко с США во время холодной войны. История Второй мировой войны в Испании с 1975 года подвергалась переписыванию в соответствии с политическими тенденциями, но этот процесс можно рассматривать как частный случай разногласий по поводу Гражданской войны.