Vuonna 1936, kun Espanjan sisällissota alkoi, hän liittyi 5. rykmenttiin. Seuraavana vuonna, kun hän oli korkea-arvoinen armeijan upseeri, komentaen tasavaltalaisen armeijan 11. divisioonaa, Líster oli keskeisessä asemassa Madridin puolustuksessa.
ja muita tärkeitä sotilaallisia toimia. Lokakuussa 1936 hän johti sekarykmenttiä epäonnistuneessa republikaanien vastahyökkäyksessä Seseñan taistelussa. Divisioonan komentajana hän auttoi pysäyttämään nationalistien hyökkäyksen Jaraman varrella ja oli merkittävässä roolissa republikaanien onnistuneessa vastahyökkäyksessä Guadalajaran taistelussa.