El 17 de junio de 2018, apenas dos semanas después de la investidura de Pedro Sánchez como presidente del Gobierno, se anuncia la activación del proceso de exhumación de los restos de Franco, tal como había recomendado la Comisión de expertos. El 24 de agosto, el Gobierno aprueba el Real Decreto-ley 10/2018 -que modifica la Ley 52/2007- estableciendo que en el Valle solo pueden yacer restos mortales de personas fallecidas a consecuencia de la Guerra Civil, y que se convertirá en un lugar de conmemoración, recuerdo y homenaje a las víctimas de la contienda. El decreto recibe el aval parlamentario el 13 de septiembre, con solo dos votos en contra y la abstención de Partido Popular y Ciudadanos.
La familia Franco se opone a la exhumación, recurre el procedimiento en diferentes instancias judiciales y señala que, en caso de producirse el desenterramiento, el destino final del cuerpo ha de ser la catedral de La Almudena en Madrid, donde disponen de una cripta privada en la que están enterrados la hija del dictador, Carmen Franco Polo, y Cristóbal Martínez-Bordiú, su esposo. El Gobierno alega potenciales problemas de orden público en esa ubicación y señala su preferencia por el cementerio de Mingorrubio, en El Pardo, donde está enterrada Carmen Polo, esposa de Franco.
En febrero de 2019, el Gobierno aprueba la orden definitiva para la exhumación. En abril de ese mismo año, la familia y la Fundación Nacional Francisco Franco recurren al Tribunal Supremo, que paraliza cautelarmente la exhumación. El prior de la comunidad benedictina del Valle también se opone a la exhumación. El 24 de septiembre, el Tribunal Supremo dicta sentencia y autoriza por unanimidad el desenterramiento en los términos solicitados por el Gobierno. La familia apela al Tribunal Europeo de los Derechos Humanos de Estrasburgo, que inadmite el recurso, al no apreciarse vulneración de derechos fundamentales.
El secretario general de Presidencia, Félix Bolaños, se encarga de acordar con la familia los términos de la operación de traslado, así como de coordinar los detalles técnicos. El 24 de octubre, los restos de Francisco Franco son exhumados y trasladados en helicóptero al panteón familiar del cementerio de Mingorrubio. La Ministra de Justicia Dolores Delgado actúa como Notaria Mayor del Reino. La exhumación es retransmitida en directo por RTVE.