Los socialistas vascos se destacaron en la defensa de la República y de la autonomía vasca tras la sublevación del 18 de julio de 1936. Miguel Amilibia presidió la Junta de Defensa de Guipúzcoa y Paulino Gómez Saiz ocupó la cartera de Defensa de Vizcaya. PSOE y UGT formaron 14 batallones del ejército vasco y lucharon en el frente vasco hasta la caída de Bilbao, trasladándose después a Santander y Asturias. El problema nacional vasco adquirió una nueva dimensión en la coyuntura de la guerra civil española. Una parte de Guipúzcoa y toda Vizcaya vivieron una etapa de semiindependencia propiciada por su aislamiento del resto del territorio republicano.
Los socialistas vascos formaron parte del primer Gobierno Vasco de la historia, formado el 7 de octubre de 1936 a raíz de la aprobación del Estatuto de autonomía, con tres consejeros, Juan de los Toyos, Santiago Aznar y Juan Gracia. La progresiva autonominación del socialismo vasco en aquella etapa singular propició la aparición de posturas favorables a la creación de un Partido Socialista Vasco. Esta aspiración que no dejó de ser minoritaria, pero significativa-, en el interior del socialismo de la región, se convirtió en el problema principal del movimiento socialista hasta 1946.
En enero de 1937 se creó la Federación Socialista Vasca, resultado de la fusión de las Federaciones de Vizcaya y de Guipúzcoa, cuyo Comité Ejecutivo, denominado Comité Central Socialista de Euskadi (CCSE), estuvo formado por los guipuzcoanos Amilibia, Giménez, Alonso, Campos, el alavés Menchaca y los vizcaínos Turiel, Zunzunegui, Arambillet, Busteros y Laiseca (presidente); la presidencia recae más tarde en Paulino Gómez Beltrán en el pleno que celebra este organismo en Barcelona a comienzos de 1938.
Entre los guipuzcoanos existía la voluntad de crear un Partido Socialista Vasco, y algunos pedían el reconocimiento de la "nacionalidad vasca". La línea vizcaína triunfó finalmente, y no deja de ser significativa la llegada a Bilbao de Cruz Salido, enviado por la Ejecutiva central del PSOE, para dirigir "El Liberal" y frenar esas tendencias. Desde enero de 1937 se reafirma la línea tradicional del socialismo en tomo al problema nacional. Acabada la guerra, el problema adquirió una nueva dimensión. Los nacionalistas solicitan una "obediencia vasca", o autonomía de las fuerzas políticas de ámbito estatal respecto de sus organismos centrales.
Esta propuesta dará lugar a una serie de fricciones entre nacionalistas y socialistas que se prolongan hasta 1946. La mayoría de los socialistas vascos, organizados en torno al CCSE, está contra lo que consideran una imposición nacionalista, aunque intentan encontrar alguna fórmula que armonice su presencia en el Gobierno Vasco en el exilio con las exigencias nacionalistas y con su propio proyecto político. Santiago Aznar propone entonces aceptar la "obediencia vasca" e ir a la creación de un Partido Socialista Vasco, integrado en el PSOE, que salvaguarde las "características nacionales del pueblo vasco", sobre la base de los principios confederales del PSOE, expresados en su Congreso de 1918.
Semejante proyecto no podía encajar en la tradición del PSOE en el País Vasco, aunque el comienzo de la II Guerra Mundial lo deja sin efecto por ahora. La "obediencia vasca" se abandona expresamente, pero se mantiene en la esencia del nuevo programa del Gobierno Vasco que suscriben los socialistas en París, el 8 de mayo de 1940, después de negociaciones entre Zugazagoitia y Aguirre. Desde México, Prieto arremetió contra los nacionalistas, a·quienes acusó de haber "metido en el saco" a sus correligionarios vascos.
Decidido a acabar con cualquier pretensión autonomista de los socialistas vascos, emprendió una dura campaña contra los seguidores de Aguirre a los que acusaba de infidelidad republicana y separatismo, y prohibió la existencia de Federaciones regionales en el exilio, tal y como pretendían los vascos llegados a México, Aznar, Toyos, Busteros, etc. En 1943 los prietistas mexicanos rompen con el Gobierno Vasco, y ordenan la retirada de sus representantes. Sólo dimite Toyos, quien, pese a sus reticencias iniciales, desarrollará una política beligerante contra el Gobierno Vasco.
Santiago Aznar se mantiene fiel a Aguirre, formando un CSCE de México, y viajando a Nueva York para la reunión preparatoria de la vuelta a Europa del Gobierno. En Francia funciona otro CCSE, presidido por Paulino Gómez Beltrán, que prepara con Leizaola las bases de colaboración que cristalizarán en Baiona en 1945. Un tercer CCSE funciona en el interior, presidido por Pedro Bilbao, con Enrique Dueñas y Manuel Garrido, entre otros. En 1944 entran en la dirección de este organismo Ramón Rubial, Aarón Ruiz y Nemesio San Juan. Comienza la reorganización del socialismo en el País Vasco, y Enrique Dueñas se integra en el Consejo Delegado Vasco (organismo que representa al Gobierno Vasco en el interior).
Para despejar dudas, un pleno celebrado en Bilbao, el 20 de abril de 1945, desautoriza al CCSE de México, resuelve que la dirección está en el interior, rechaza toda política socialista "de tendencia separatista" y aplaza la discusión del problema de las nacionalidades para mejor momento. Laiseca, amigo íntimo y colaborador de Prieto, llega a México, jugando un papel fundamental en la disolución del grupo de Aznar. Conscientes los nacionalistas de que un Gobierno sin socialistas no era representativo, firman con ellos y con otras fuerzas de izquierda, el Pacto de Baiona el 31 de mayo de 1945, de contenido claramente republicano y que acaba con el Pacto de París de 1940.
El 22 de junio de 1946 Aznar dimite ante Aguirre, y el CCSE del interior nombra a Fermín Zarza, Enrique Dueñas y Sergio Echevarría nuevos consejeros del reorganizado Gobierno Vasco. Con el fin de la crisis Aznar, la reorganización del Gobierno Vasco y la firma del Pacto de Baiona, los socialistas vascos recomponían su unidad interna, sentaban unas bases de convivencia con los nacionalistas y se preparaban para desarrollar la nueva política en el interior de Euskadi. La actividad del socialismo vasco en el interior estuvo sujeta a las dificultades inherentes a la clandestinidad, a la represión y detención de sus dirigentes, y a las nuevas realidades del país.
En el exterior, la política de Prieto de lograr un acuerdo antifranquista con los monárquicos, sumada al comienzo de la "guerra fría" y a su estrategia de atraerse el respaldo de las potencias anglosajonas, llevó a los representantes del PSOE en el Gobierno Vasco a declarar su incompatibilidad con Leandro Carro, consejero comunista, y a su exclusión en mayo de 1948. A partir de los años 1954/1956 el PSOE intenta reorganizarse en el País Vasco a través de la actividad de hombres como el vitoriano Antonio Amat, los psiquiatras donostiarras Luis Martín Santos y Vicente Urcola y otros.
La represión lleva a algunos a la cárcel y a otros al exilio. El anticomunismo del exterior no tiene correspondencia en el interior, donde hay una clara voluntad de colaboración con todas las fuerzas de oposición al régimen de Franco. No obstante, socialistas y nacionalistas, UGT y ELA ponen en marcha en mayo de 1961 la Alianza Sindical, en la que no participan los comunistas, que desarrollarán su política a través de las Comisiones Obreras. Alianza Sindical tiene algún pequeño éxito pero decae según avanza Comisiones Obreras. En los años 1968/1969 hay un definitivo relevo generacional en el socialismo vasco con la aparición de nuevos dirigentes como Enrique Múgica y Nicolás Redondo.