כתוב המשך לפרק זה - ברנוב, אז קפטן, נלחם במלחמת האזרחים הספרדית בין אוקטובר 1936 לנובמבר 1937, בהתחלה פיקד על פלוגת טנקים. לאחר קבוצה של טנקים סובייטיים עם טנקים T-26 ורכבי שריון BA-6 ו- FAI, בראשות "קומבריג" דמיטרי פבלוב, החלו להגיע לספרד בתחילת דצמבר 1936, החלה בריגדת הטנקים הרפובליקנית הראשונה להיווצר מהקבוצה, ובארנוב הפך למפקד גדוד הטנקים הראשון שלה. כאשר הנאציונליסטים נוהגים
במתקפה על מדריד שהחלה ב-3 בינואר 1937, החטיבה נשלחה לחזית, והגיעה שלושה ימים לאחר מכן כדי להשתתף בתקיפה הרפובליקנית. גדודו של ברנוב נלחם בקרב הגנתי לצד כוחות רפובליקניים בין 6 ל-10 בינואר, שבמהלכו הוציאו מטוסי BA-6 שלו מספר טנקים לאומניים. בפברואר, ברנוב והבריגדה היו מעורבים בקרב על ג'רמה, בהדחת התקפות חיל הרגלים הלאומני, אך הקרב הסתיים במבוי סתום.