19世纪出现了掠买华工到古巴的狂潮，这种把中国劳力输向甘蔗种植园的“苦力贸易”源于1842年的《南京条约》（其中的中西古巴条款）。1864年10月10日，中国和西班牙签署《天津友好通商条约》，依据条约，招募华人到西班牙所属的殖民地做工合法（招募权）。由于西班牙丧失了菲律宾，中西两国间原有的通商航线早已衰落。此条款标志了中西两国关系到达了一个最高点。1847到1875年间，输入古巴的华工有12万。

      柏林会议之后，西班牙沦为列强中的二等国家，在解决西班牙历史权力引起的国际冲突方面也没有第一决定权（卡罗来纳岛，婆罗州岛，安南岛，Sibuto，霍洛岛，马尼安纳岛，关岛等）。1877年签署的有关华工输往古巴的协议对苦力问题作了进一步说明，之前中国总理衙门（外交部）因之出现的问题提出抗议。这段时期，为和平解决冲突事件中西两国的外交联系增加了。西班牙没有参与西方列强瓜分中国的鸦片战争。此阶段，与其它同中国发生冲突的西方国家不同，西班牙和中国保持着一种平和的关系。1894年，鉴于中国和日本两国开战，西班牙和一些国家发表了中立宣言。

      两国政府互设了使馆，领事馆和荣誉领事处。中国在马德里设立了使馆，在巴塞罗那和瓦伦西亚设有领事馆。西班牙在北京有使馆，在上海有总领事馆，在广东，天津和厦门开设了荣誉领事处。和别的国家一样，西班牙在中国享有领事管辖权等治外法权的特权。1900年义和团运动中，西班牙使馆没有直接介入起义，也没有像其他欧洲国家那样派出军队，是少数几个没有遭到攻击的西方驻华使馆（路易斯∙巴来拉在《中国阴影》一书中讲述）。中华民国期间，中西两国于1928年签署了《南京通商协议》。1927年在华登记居留的西班牙人有605位。他们中的一半以上是有菲律宾血统的混血种人。大部分西班牙人聚居在上海。上世纪20，30年代，中西两国之间的贸易往来很少，西班牙对华贸易逆差很大。西班牙主要出口产品是食品，罐头，武器和软木。

      19世纪末，特别是20世纪初，清政府日渐衰败，欧洲传教士在华势力强大。教士们在中国的不同地区传播福音，他们中有来自西班牙的耶稣教士，圣方济各会教士，圣奥古斯丁教士，圣奥古斯丁苦修教士，施恩会修女和多明我会教士。西班牙教士的活动范围主要在中国的北方和东南地区（芜湖，安徽，湖南，泸州和福建）。他们所遇到的一个主要问题是缺少领事保护。西班牙传教士没有特殊领事保护。因为法国和中国政府间的协议，法国天主教徒受到特殊的保护，所以很多西班牙传教士持法国护照。

      第一次世界大战结束之后，一些旅居法国的中国人到西班牙定居，他们靠街头表演为生。自上世纪20年代起，西班牙文学界对中国有所关注（作家比尔∙巴罗哈，文森特∙布拉斯科∙伊巴涅斯，路易斯∙德∙奥特伊萨，阿尔贝蒂，奥德嘉·嘉塞，还有驻北京的外交官如胡里奥∙拉高尔切和路易斯·巴莱拉）。这可能从一方面反映了西班牙和中国（特别是上海）紧密的贸易来往。在上海有一个西班牙侨民区，居住着西班牙商人，从菲律宾移民过来的西班牙职员（1898年西班牙丧失了对菲律宾的统治）或是有西班牙国籍的菲律宾人。

      西班牙内战期间，中国共产党支持共和国政府。在国际纵队中有100多名中国人参加的中国支队。1936年7月弗朗哥发动军事政变，此举影响了西班牙的驻华人员，数名外交官辞职。西班牙共和国政府失败流亡，共产党人和毛泽东领导的中华人民共和国保持联系。

      1949年中国共产党革命获胜以后，和大多数西方国家一样，西班牙继续和中华民国保持外交关系。但是，国民党政府逃到台湾几年以后，西政府才承认了台湾政府并与之确立了正式外交关系。从此中华民国的统治范围仅限于台湾岛。1971年以前，中华民国或台湾是安理会常任理事国和联合国大会的成员，之后其位置被中华人民共和国取代。1952年6月28日，西班牙和中华民国签订协议，恢复外交关系并互换大使。1953年2月20日签订了恢复西班牙和台湾外交关系的协议。从1952年至1973年，西班牙和台湾保持官方交往。1973年西班牙同台湾断绝外交关系。