Batov được chọn làm "tình nguyện viên" phục vụ trong Nội chiến Tây Ban Nha, dưới bí danh Fritz Pablo. Lần đầu tiên ông làm cố vấn quân sự cho Máté Zalka, một người cộng sản Hungary, chỉ huy Lữ đoàn Quốc tế XII bảo vệ các hướng tiếp cận Madrid. Ông đã chiến đấu trên mặt trận Teruel và bị thương hai lần và được tặng thưởng những huân chương Lenin và Cờ đỏ đầu tiên. Sau khi hồi phục, ông tiếp tục chiến đấu tại Jarama, cùng với AI Rodimtsev, tại Guadalajara và ở mặt trận Aragón, nơi ông lại bị thương lần nữa.[4]