En la defensa de Madrid, hi hagué un episodi fosc per a la República: la coneguda massacre de Paracuellos. Després de la dimissió de José Giral, a principi de novembre de 1936 Azaña nomenà Francisco Largo Caballero com a nou president de govern. Davant l’avanç de les tropes rebels, una de les seves primeres decisions fou traslladar tot l’executiu de la República de Madrid a València. Llavors es creà la Junta de Defensa de Madrid, que, tutelada pel general Miaja, estigué integrada per representants de totes les forces polítiques compromeses amb la República. Durant un mes i mig, la Conselleria d’Ordre Públic quedà en mans d’un jove líder de 21 anys de les Joventuts Socialistes Unificades. Era l’asturià Santiago Carrillo, que el 1960, durant el seu exili a París, seria elegit secretari general del Partit Comunista Espanyol en substitució de Dolores Ibarruri.
Del 7 de novembre fins al 4 de desembre de 1936 algú donà l’ordre de traslladar els reclusos colpistes que hi havia en diferents presons madrilenyes fins als afores de la capital, a Paracuellos de Jarama i a Torrejón de Ardoz. Allà foren afusellats i enterrats en fosses comunes improvisades. Es calcula que la xifra de morts ascendí a unes 2.500. En acabar la guerra, totes serien recordades in situ al cementeri dels Màrtirs de Paracuellos. Entre les víctimes hi hagué destacades personalitats: els exministres Federico Salmón i Mateo García de los Reyes; Ricardo de la Cierva, germà de l’inventor de l’autogir; i l’escriptor Pedro Muñoz Seca, autor de l’obra de teatre La venganza de don Mendo, entre d’altres. L’encarregat de posar fi a aquelles macabres ‘tretes’ va ser l’anarquista Melchor Rodríguez, que al desembre fou nomenat delegat especial de presons. Per això, entre els franquistes, seria conegut com ‘l’Àngel Roig’. A Rodríguez se li atribueix la famosa frase “es pot morir per les idees, però mai matar per elles”. Malgrat la seva tasca humanitària, la dictadura el condemnaria a vint anys de presó, dels quals en complí cinc.
Santiago Carrillo va morir el 2012, a 97 anys, sense aclarir la seva responsabilitat en la massacre de Paracuellos. Avui els historiadors revisionistes no es cansen d’utilitzar aquest episodi per equiparar la repressió en els dos bàndols, la qual cosa ha quedat desmentit en diferents treballs acadèmics. L’historiador José Luis Ledesma, autor de Violencia roja y azul. España 1936-1950 (Crítica, 2010), considera que la repressió en mans de republicans deixà prop de 49.000 víctimes. L’historiador britànic Paul Preston considera que les xifres a l’altre bàndol foren molts superiors. Al llibre El holocausto español (Debate, 2017), consigna que durant la Guerra Civil prop de 200.000 republicans foren assassinats. Després de la victòria franquista, 20.000 més varen ser executats. Molts més moriren de fam i de malalties contretes a les presons.