W efekcie niepokojów społecznych we wrześniu 1923 roku, generał Miguel Primo de Rivera dokonał zamachu stanu i przejął władzę, tworząc rząd wojskowy. PSOE i UGT podjęły się współpracy z nowym rządem, tym samym odrzuciły one postulat komunistów, aby utworzyć opozycyjny jednolity front. Pod koniec lat 20., PSOE przeszła na pozycje bardziej krytyczne wobec Primery, aż w końcu socjaliści wycofali poparcie dla rządu. Junta wojskowa upadła w kwietniu 1931 roku, a pod wpływem presji społeczeństwa zastąpiono ustrój monarchistyczny systemem republikańsko-demokratycznym. PSOE wpłynęła na rozwój II Republiki, a w czasie jej istnienia zdobyła jeszcze większe poparcie społeczne.
W okresie do 1936 roku w PSOE działały trzy nurty; prawicowo-reformistyczny z Julianem Bestiro na czele; centrowy z Indalecio Prieto oraz trzeci – lewicowy z Francisco Largo Caballero. Przewagę w okresie Drugiej Republiki uzyskał nurt prawicowo-reformistyczny, który opowiadał się za współpracą z partiami prawicowymi. Pod koniec istnienia republiki, PSOE przeszła na pozycje bliższe lewicy, a wewnątrz partii pojawiły się głosy nawołujące do współdziałania z innymi nurtami lewicowymi, głównie z Komunistyczną Partią HiszpaniiPartie Socjaldemokratyczne Europy, Książka i Wiedza, 1982, s.