La guerra civil española fue la primera oportunidad de Capa de luchar contra el totalitarismo en las trincheras, con un arma potente: su Leica. Su misión era fotografiar el conflicto español para hacer llegar a la prensa extranjera lo que sucede en forma de imágenes. Vu accedió a enviar a Capa y Gerda a España personalmente, ya que quería publicar un número especial sobre la guerra civil.
Su fotografía más conocida muestra a un miliciano un segundo después de que lo hiriera de muerte un tiro (Muerte de un miliciano, 1936). Hay muchas versiones sobre la historia de la fotografía pero no existen los negativos ni la fotografía original.
Capa y el Día D. Son famosas las fotografías de los soldados desembarcando. La ofensiva se preparó para la mañana del 5 de junio, pero debido las inclemencias climatológicas, tuvo que trasladarse al día siguiente. Capa se embarcó con el resto de los soldados.
En los laboratorios de la revista Life de Londres (que había contratado a Capa para el trabajo), tenían mucha prisa por tener las fotos del desembarco y por ello presionaron a Dennis Banks, entonces ayudante de laboratorio, para que el revelado fuera lo más rápido posible. Lo que hizo que Banks las metiera en el armario de secado y le darle más potencia de la normal, secando la película recién revelada a una temperatura demasiado elevada, provocando que la emulsión se derritiera y que se perdiera gran parte de los fotogramas. Sólo se pudieron salvar once.
En 1947 funda a agencia Magnum junto con Henri Cartier-Bresson, Rodger, Vandiver y David Seymour. En 1954, fue llamado por la revista Life para reemplazar a otro fotógrafo en Vietnam, durante la Primera Guerra de Indochina. En la madrugada del 25 de mayo, mientras acompañaba a una expedición del ejército francés, pisó una mina y murió, siendo el primer corresponsal norteamericano muerto en esta guerra y terminando así una azarosa vida profesional.
