Estar en retaguardia no significaba estar a salvo. Valladolid fue la sexta ciudad de la retaguardia de la zona nacionalista más bombardeada por la aviación republicana, después de Córdoba, Palma de Mallorca, Granada, Ávila y Sevilla.
Los bombardeos más devastadores se concentraron en los primeros meses de la guerra. El 1 de agosto de 1936, a las 8:30 de la mañana, el primer bombardeo aéreo dejó 30 muertos y 120 heridos. Dos días después, el 3 de agosto, nuevos ataques causaron 29 víctimas mortales y 126 heridos. Las bombas cayeron sobre zonas residenciales habitadas mayoritariamente por trabajadores ferroviarios, en el entorno de lo que hoy es el barrio de la Estación. El 8 de abril de 1937, un nuevo ataque aéreo causó 60 muertos y 24 heridos.
Hay una pregunta incómoda que los historiadores han planteado sin llegar a resolver del todo: algunos de los bombardeos de agosto y septiembre de 1936, los primeros y los más mortíferos, cayeron con precisión llamativa sobre barrios obreros que habían apoyado a la República, mientras dejaban intactas las infraestructuras ferroviarias y militares cercanas. La noche del 5 al 6 de agosto, inmediatamente después de uno de esos bombardeos, se desató la represión sistemática en toda la provincia.
Al final de la guerra Valladolid había sufrido 20 bombardeos con 183 muertos y 861 heridos según las cifras de la Delegación local de Falange, aunque fuentes republicanas y algunas investigaciones apuntan a cifras mayores.