Su toma iba a significar uno de los episodios más sangrientos de la guerra en todo el territorio nacional. La ciudad, fue controlada desde el primer momento por las autoridades republicanas pues las fuerzas armadas -Regimiento, Guardia Civil, carabineros y guardias de asalto- se mantuvieron fieles al régimen legalmente constituido tras la decisión inicial del ejército en este sentido. Sin embargo, pronto hubo ocasión de comporbar lo ambiguo de esa fidelidad, con motivo de la sublevación que encabezaron durante el 6 y 7 de agosto algunos miembros de las Guardia Civil y de Asalto. Los hechos comenzaron la noche del día 5 con un intento por parte de numerosos milicianos de asaltar la cárcel, protegida como era preceptivo por guardias de asalto, al objeto de fusilar a los derechistas allí detenidos.

En medio de un intenso tiroteo entre milicias y guardias, un grupo de estos últimos, mandados por el teniente de Asalto, Acosta, consiguió huir con algunas armas y entrar en el cuartel de la Guardia Civil, donde se unieron a otros guardias civiles, que proclives a la rebelión, se encontraban allí retenidos y desarmados.

Tras asegurarse la conformidad del capitán Pérez Almendro y el comandante José Vega Cornejo, el 6 se declararon en rebeldía contra la República, sin que sea posible asegurar si lo hicieron movidos por su clara adhesión al alzamiento y confiados en una pronta ocupación de la ciudad por los nacionales, o simplemente empujados por unos acontecimientos que les habían impulsado a refugiarse en el cuartel. Hacia las cuatro de la tarde llegaban allí el coronel Puigdendolas y el comandante de asalto, Benítez, para intentar que los rebeldes depusieran su actitud. No sólo no lo consiguieron, sino que, incluso, fueron detenidos. A partir de este momento los sublevados fueron sometidos a un durísimo asedio.

Desde primeros horas de la mañana del día 7 continuaron sin éxito los esfuerzos de los sitiados para comunicar con Sevilla y Tetuán a fin de informar al mando de los nacionales su crítica situación y pedirles ayuda. Mientras, el cuartel era atacado con blindados y morteros para debilitar la moral de los rebeldes y hacerles perder la calma. El objetivo se consiguió. El coronel Puigdendolas fue liberado. Hacia las diez se produjo la rendición, siendo detenidos todos los rebeldes y trasladados a la iglesia de San Agustín, donde serían encontrados al llegar las fuerzas de Yagüe.
Mientras seguían llegando cientos de milicianos fugitivos procedentes de los pueblos del sur, las autoridades republicanas continuaron preparándose para la defensa de la ciudad. El día 11, en Los Santos, el teniente coronel Yagüe era nombrado jefe supremo de la Columna Madrid con el fin de coordinar todas las acciones posteriores y situarlas bajo un mando único. Desde allí dio su primera orden, indicando el interés de consolidar los territorios ya conquistados y la necesidad de efectuar un giro en el sentido de la marcha para tomar la capital pacense.

Durante la jornada siguiente eran ocupados la Sierra de San Serván y el pueblo de Esparragalejo cercanos al núcleo emeritense. Luego continuaron su progresión hacia el oeste por la margen izquierda del Guadiana, teniendo como guía la carretera general. El 13 se tomaban los pueblos de Lobón y Talavera la Real, situándose al mediodía todas las fuerzas en las cercanías de Badajoz.
A la llegada de las fuerzas nacionales a sus inmediaciones, unos 6.000 hombres bien organizados, preparados y dotados de armamento, la resistencia republicana estaba integrada por unos 500 a 600 militares profesionales (Regimiento de Infantería, Guardia Civil, Carabineros y Fuerzas de Asalto) al mando del coronel jefe del Regimiento, José Cantero Ortega y un número considerablemente superior, entre 5000 y 5500 según algunos testimonios orales, de milicianos a las órdenes de Puigdendolas con más voluntad que preparación y medios técnicos. Desde ese punto de vista, los obstáculos para la toma de la ciudad y su carácter sangriento procedieron más de la cifra de milicianos presentes y el ardor que pusieron en la lucha que de su organización y buena estrategia defensiva.

A las tres de la tarde comenzó el bombardeo sobre la población. Apoyándose en este fuego artillero, Yagüe ordenó atacar, en una operación de envolvimiento, el casco urbano. Asensio desplegó sus unidades a caballo, y tras fuerte fuego de fusilería, consiguió ocupar el barrio de San Roque con el II Tabor de Regulares y la IV Bandera de la Legión; Castejón, con el V Tabor y la V Bandera legionaria, supera por el sur los fuertes de la Picuriña y Pardaleras, consiguiendo controlar el cuartel de Menacho después de durísimos combates. Unos y otros hicieron noche en estos importantes puntos estratégicos, a partir de los cuales se efectuaría en la jornada siguiente el asalto definitivo a la ciudad.

El día 14, desde primeras horas de la mañana, la artillería del ejército rebelde comenzó a batir la muralla en los principales puntos de resistencia, iniciándose a mediodía el ataque de la infantería por tres puntos distintos. Parte de las fuerzas de Asensio, los regulares, flanquearon las murallas por la derecha y penetraron por la Puerta de los Carros, consiguieron tomar el Castillo; el resto la IV Bandera de la Legión atacará de frente, lanzándose al asalto de la Puerta Trinidad, llamada luego la "Brecha de la Muerte", en las primeras horas de la tarde. Este último episodio fue extraordinariamente duro y sangriento, resultando del ataque unas cien bajas, casi todos los componentes de la 16ª Compañía. Pero los nacionales habín conseguido entrar en la ciudad.

Por el norte se rodearon las murallas para alcanzar la parte alta de la población, cruzándose luego el Puente de las Palmas. Por último, la V Bandera al mando de Castejón entraba por la Puerta del Pilar y ocupaba el cuartel de la Bomba. Tras duros combates en las calles pacenses entre "pacos" y soldados a lo largo de toda la tarde, al anochecer eran anulados todos los focos de resistencia y se reunían las fuerzas rebeldes en la plaza de San Juan. El coronel Puigdendolas y otras autoridades republicanas habían conseguido huir, en diversos momentos de aquella tarde, hacia Portugal, mientras los milicianos que pudieron escapar se dirigieron unos hacia la zona de Don Benito, en poder de los republicanos, y otros a Madrid con objeto de incorporarse a su defensa.

La ciudad de Badajoz había sido tomada, produciéndose durante el asalto un elevado número de muertes en ambos bandos; no obstante, aún serían más trágicas las que vinieron en días sucesivos, como consecuencia de la brutal y sistemática represión iniciada y auspiciada por la nueva legalidad. Para Yagüe, lo fundamental era que había caído en su poder una plaza de vital interés cerrándose con ello una etapa importante del avance hacia Madrid. Se había conseguido unir a las fuerzas del Norte y del Sur, así como establecer una amplia y continuada zona de dominio nacional en el valle del Guadiana. A partir de ella se pudo dar el salto al valle del Tajo.