С середины 30-х годов промышленность нашей страны приступила к выпуску новых самолетов конструкций более совершенных по тому времени. Советская авиация приобрела значение оперативно-стратегического фактора и стала одним из основных видов Вооруженных Сил СССР. Партия поставила задачу овладеть новой техникой в кратчайшие сроки. За большие успехи в боевой подготовке и овладении новой техникой командир бригады Птухин в 1936 году был награжден орденом Красной Звезды.

В июле 1936 года вспыхнул мятеж против законного правительства Испанской республики. Восстание сразу было поддержано фашистскими правительствами Италии и Германии. Антифашисты многих стран устремились на помощь испанскому народу, который первым вступил в открытый бой с фашизмом. Среди них были и советские добровольцы. Естественно, что такие люди, как комбриг Птухин, не могли стоять в стороне. Он едет в Испанию. Командуя истребительной группой республиканских ВВС, принимает участие в Брунетской операции. Он считал, что командир является полноценным лишь после личной встречи с противником в воздушном бою, где можно проверить его тактику и боевые качества. Неоднократно вылетая на фронт, принимал участие в воздушных боях, сбивал самолеты противника. Вскоре генерал Хосе, как называли Птухина в Испании, становится главным советником командующего республиканской авиацией И. Сиснероса. Птухин участвовал в планировании и проведении операций на Мадридском, Арагонском и Теруэльском фронтах. Организованная им операция по разгрому авиации противника на аэродроме Гарапинильос стала в то время предметом изучения в академиях ВВС многих стран мира.

За мужество и отвагу, проявленные в боях за свободу республиканской Испании, Е. С. Птухин был награжден орденами Ленина и Красного Знамени.

Те, кто впервые столкнулся с фашизмом на земле и в небе Испании, приобрели неоценимый опыт. Это была проверка готовности к предстоящим, еще более жестоким схваткам.