Мальро вхож и в правительственные сферы. С премьер-министром и президентом республики он обсуждает вопросы боеспособности Народного фронта, технического оснащения его авиации. Вернувшись во Францию, он выступает на многолюдных митингах с отчетом о своей поездке и мобилизует общественное мнение на защиту Испанской республики. Это был конкретный анализ расстановки политических сил, динамики социального развития и перспектив народного фронта в Испании. Прозорливость и трезвость суждений оратора могли удивить тех, кто хотел видеть в нем «современного Байрона», «блестящего волшебника слова» или «будущего губернатора в Испании». Несмотря на злобную кампанию, развернутую против Мальро — «советского лектора» — в правой прессе, он настойчиво продолжал разъяснять соотечественникам степень угрозы, нависшей над демократическими завоеваниями в Испании, где он видел неорганизованность и слабость левых партий, тяжелое экономическое положение и все возрастающий революционный напор народных масс.
Сразу после начала путча мадридское правительство поручило Мальро срочную закупку самолетов во Франции и комплектование их экипажей. Уже к концу июля он прочно связан с поставкой оружия республиканцам. Постоянно курсируя между Францией и Испанией, Мальро удалось закупить повсюду, где это было возможно (чуть ли не на Блошином рынке, шутили друзья), около шестидесяти самолетов и переправить их вместе с экипажами в Испанию до официального закрытия границы. В то же время он успевал выступить в печати Народного фронта с репортажами о военных действиях, убеждал в необходимости оказания срочной помощи Испанской республике. К середине августа из добровольцев и вольнонаемных летчиков им была сформирована интернациональная эскадрилья «Эспанья», командование которой испанское правительство поручило Мальро, присвоив ему чин полковника.
С первых же дней по несколько раз в сутки летчики эскадрильи Мальро вылетали на боевые задания. Восемнадцатого августа Михаил Кольцов записал в своем дневнике: «На аэродроме много народу, почти все военные. Бродит Андре — он устал, худ, взвинчен, не спал много ночей. Его отзывают то в одну, то в другую сторону: все управление эскадрильей происходит на ходу, в торопливых разговорах». До прибытия советских летчиков-добровольцев эскадрилья Мальро была, пожалуй, единственным эффективным звеном республиканской авиации. Ее первой победой было уничтожение в районе Медельина моторизованной колонны фашистов, шедших на Мадрид. Затем будут трудные бои в небе над Толедо, Мадридом и Теруэлем. Мальро был одновременно организатором эскадрильи, ее администратором и командиром.
