По наблюдениям Кузнецова, корабли республиканцев выглядели весьма запущенными, при этом офицеры практически оставили командование, и матросы были предоставлены самим себе. Проведя на базе несколько дней и познакомившись с реалиями республиканского флота, Кузнецов вернулся в Мадрид, чтобы доложиться послу и заручиться разрешением на более длительное пребывание в Картахене.
К этому моменту правительство сменилось, новым премьер-министром стал Кабальеро, а морским — Прието. От последнего Кузнецов узнал, что готовится поход республиканского флота на север в Бискайский залив для помощи баскам и астурийцам. После того как мятежники захватили Сан-Себастьян и Ирун, провинции Астурия и Бискайя оказались отрезаны от Франции и уже не могли получать оттуда продовольствие и боеприпасы.
Кузнецов вызвался участвовать в рискованной операции, которую впоследствии называл большой ошибкой. В реальности флот мало чем мог помочь защитникам северных провинций, а покидая Средиземное море, республиканские корабли переставали блокировать порты Гибралтара и этим облегчали мятежникам переброску войск из Африки в Испанию. Говорили, что решение о переброске флота было политическим, а не военным, так как северные провинции традиционно являлись опорой социалистической партии. Приказ о выходе был получен эскадрой в середине сентября. План перехода разрабатывался в Центральном комитете флота с участием командиров. Детально обсуждали строй кораблей, их курсы, время прорыва через Гибралтар.
К 20 сентября вся эскадра сосредоточилась в Малаге — самом южном порту республиканцев на Средиземном море. В поход отправлялись линкор «Хайме Первый», крейсера «Либертад» и «Сервантес» и шесть эсминцев, под командованием М. Буиса. При нем на флагманском крейсере «Либертад» находился и Кузнецов. Переход прошел успешно, и эскадра без потерь прибыла в астурийский порт Хихон. С кораблей разгрузили привезенное оружие, боеприпасы и продовольствие. В это время упорные бои с мятежниками шли уже за столицу Астурии Овьедо.
Пользуясь случаем, Кузнецов посетил столицу басков Бильбао, где скопилось много испанских торговых судов, не решающихся выходить в море. В Мадрид он вернулся самолетом, причем лететь пришлось над территорией, занятой мятежниками.
По прибытии в столицу его ждала неприятная новость — под ударами франкистов пал важный промышленный центр Толедо. Тогда же его известили о том, что в ближайшее время из СССР должны прийти транспорты с оружием. Кузнецову вменялось в обязанность организовать их прием в Картахене или другом порту на Средиземном море. Одновременно стало известно, что вскоре обратный переход в Картахену совершит республиканская эскадра, которая в Хихоне сделалась объектом налетов авиации противника. Первые же транспорты начали подвергаться атакам самолетов и кораблей франкистов, поэтому они нуждались в надежном прикрытии. Отныне главной задачей республиканского флота стало именно конвоирование транспортов с военными грузами.
Как будут развиваться дальнейшие события в Испании, теперь в большой степени зависело от доставки республиканцам оружия. Этим Кузнецов и занимался совместно с командиром Картахенской военно-морской базы Антонио Руисом. При этом он постоянно был на телефонной связи с морским министром.
Первая партия советских танков была доставлена из Одессы на транспорте «Комсомол». За ним последовали другие. Кузнецов с коллегами для секретности именовали их между собой «игреками». В конце октября 1936 года в Картахену прибыл большой транспорт «Курск», доставивший истребители, бомбы и бензин. Пришел очень вовремя, так как начинались решительные бои за Мадрид. При разгрузке в порту судно едва не потопили франкистские бомбардировщики, но все обошлось, и вскоре истребители уже участвовали в боях.
Порой Кузнецову приходилось решать и совершенно неожиданные задачи. Суда надо было разгружать как можно быстрее, но анархистский профсоюз с этим совершенно не считался. В самый горячий момент его деятели начинали митинговать, уводили грузчиков, и работа прекращалась. В результате в порту вырастали целые горы из ящиков с боеприпасами, танки и пушки подолгу стояли на причалах. Их даже не охраняли. Не было порядка и на железнодорожной станции. Между тем налеты вражеской авиации усилились. Кузнецову самому порой приходилось уговаривать анархистов прекратить митинговать и продолжать разгрузку.
