In 1936, toen de Spaanse Burgeroorlog begon, sloot hij zich aan bij het Vijfde Regiment. Het volgende jaar, als een hooggeplaatste officier van het leger, het commando van de 11e divisie van het republikeinse leger, Líster was instrumenteel in de verdediging van Madrid
en andere belangrijke militaire acties. In oktober 1936 leidde hij een gemengde brigade in het noodlottige Republikeinse tegenaanval bij Seseña. Als divisiecommandant hielp hij de nationalistische aanval langs de Jarama tegen te houden en speelde hij een belangrijke rol in de succesvolle Republikeinse tegenaanval in de Slag bij Guadalajara.