El 3 de febrero, empezó en serio el ataque contra Málaga.[322] Tres batallones, dirigidos por el duque de Sevilla, avanzaron desde el sector de Ronda, encontrándose con una furiosa resistencia. El 5 de febrero por la mañana, los camisas negras italianos iniciaron su avance. En Málaga cundió el pánico, en parte por el miedo a quedar aislados. Villalba no pudo infundir un espíritu de lucha a los hombres de Málaga, y su temperamento convencional no le permitía creer que una población civil pudiera combatir hasta la muerte. En aquellas circunstancias, tras la ruptura inicial del frente, el avance nacionalista continuó con regularidad rítmica, por las carreteras. El 6 de febrero, los italianos llegaron a las cumbres de Ventas de Zafarraya, desde donde dominaban cualquier posible retirada por la carretera de Almería. Roatta fue alcanzado por uno de los pocos disparos que se hicieron con intención, aunque la herida era tan leve que no le impidió seguir en el mando. Villalba ordenó la evacuación general, creyendo que había llegado el último momento. De hecho, los nacionalistas no cortaron la carretera de retirada. No deseaban enfrentarse con la lucha desesperada a la que, inevitablemente, se habría visto lanzada una ciudad sitiada. El alto mando republicano, los dirigentes políticos y sindicalistas, y otros que temían las consecuencias de la ocupación nacionalista, intentaron escapar por la carretera de la costa, aunque la inundación de Motril hacía el paso sumamente difícil. Los más afortunados huyeron en los pocos automóviles de que se podía disponer, y el resto a pie. El Canarias, el Baleares y el Velasco bombardearon la ciudad, pero la flota republicana continuó inactiva.[323] El 7 de febrero por la tarde, los italianos llegaron a los suburbios de Málaga. Al día siguiente, con los españoles a las órdenes del duque de Sevilla, entraron en la ciudad desolada. Los italianos habían perdido 130 muertos (4 oficiales) y 424 heridos.
A continuación tuvo lugar la represión más feroz ocurrida en España desde la caída de Badajoz. La desencadenó el recuerdo de los 2.500 muertos en Málaga bajo la República, de la destrucción de iglesias y el saqueo de casas particulares. En la ciudad quedaron miles de simpatizantes republicanos: algunos fueron fusilados inmediatamente, y el resto fueron encarcelados. Un testigo ocular afirmó que, en la primera semana después de la caída de la ciudad, mataron a 4.000 personas. Puede que esto sea una exageración. Pero, desde luego, muchos fueron fusilados sin juicio, en la playa, y otros tras un breve juicio a cargo del consejo de guerra recién establecido.[324] El único periodista republicano que quedó en la ciudad, Arthur Koestler, entonces corresponsal del News Chronicle, pasó varios meses en la cárcel de Sevilla, la mayor parte del tiempo condenado a muerte como sospechoso de espionaje —acusación que tenía alguna base—,[325] El embajador italiano, Cantalupo, se quejó ante Franco de que las tropas italianas habían quedado desacreditadas por las ejecuciones de Málaga, y Ciano le ordenó que fuera a aquella ciudad para ver lo que estaba pasando. Vio cómo mujeres ricas profanaban tumbas republicanas, y más tarde escribió a su superior que él, personalmente, había conseguido el indulto para 19 masones y la destitución de dos jueces excesivamente severos.