Richthofen nie potrafił ułożyć sobie poprawnych stosunków z jego następcą, Ernstem Udetem, dlatego opuścił Berlin.
thumb|left|Wolfram von Richthofen podczas bitwy nad Ebro W październiku 1936 wysłany z Legionem Condor do Hiszpanii w ramach militarnej pomocy oddziałom generała Franco. Dowodził formacjami bojowymi, pełnił także obowiązki szefa sztabu dowódcy Legionu Condor Hugona Sperrla. Spoczywa na nim odpowiedzialność za masowe bombardowanie Guerniki 26 kwietnia 1937.
W styczniu 1938 Richthofen powrócił do Niemiec, ale nie na długo. We wrześniu 1938 został awansowany do stopnia generała majora, a pod koniec listopada 1938 r. znalazł się z powrotem w Hiszpanii – tym razem już jako dowódca Legionu. Pozostał w Hiszpanii aż do końca wojny domowej.
Po powrocie do Niemiec (lato 1939) Richthofen objął stanowisko Dowódcy Lotnictwa do Zadań Specjalnych – czyli w praktyce dowódcy niemieckiego lotnictwa szturmowego.