Esiliata dalla sua patria adottiva, per un periodo la Modotti viaggiò in giro per l'[[Europa]] per poi stabilirsi a [[Mosca (Russia)|Mosca]], in [[Russia]], dove si unì alla polizia segreta sovietica, che la utilizzò per varie missioni in [[Francia]] ed [[Europa orientale]], probabilmente a sostegno della "Rivoluzione Mondiale" che aveva in mente. Ufficialmente dal dicembre 1930 operava per il [[Soccorso Rosso Internazionale]]. Dall'ottobre 1935 è in Spagna. Quando scoppiò la [[Guerra civile spagnola]], nel luglio [[1936]], lei e [[Vittorio Vidali]], sotto i [[Pseudonimo|nomi di battaglia]] di ''Maria'' e ''Comandante Carlos'', si unirono alle [[Brigate Internazionali]], rimanendo nella [[penisola iberica]] fino al [[1939]]. Lavorò con il celebre medico [[Canada|canadese]] [[Norman Bethune]] (che inventò le unità mobili per le trasfusioni) durante la disastrosa ritirata da [[Malaga]] nel [[1937]]. Nel [[1939]], dopo il collasso del movimento repubblicano, la Modotti lasciò la [[Spagna]] con [[Vittorio Vidali|Vidali]] per tornare in [[Messico]] sotto falso nome. Secondo alcuni storici, la fotografa fu implicata, assieme al suo amante [[Vittorio Vidali]] (alias ''Carlos Contreros''), nell'assassinio di [[Lev Trockij]].
