El rey Amadeo I renunció al trono de España el día 11 de febrero de 1873. Esta renuncia estuvo motivada por las dificultades a las que tuvo que enfrentarse durante su corto reinado, como la guerra en Cuba, el estallido de la Tercera Guerra Carlista, la oposición de los monárquicos alfonsinos, que aspiraban a la restauración borbónica en la figura de Alfonso de Borbón, hijo de Isabel II, las diversas insurrecciones republicanas y la división entre sus propios partidarios.
El Congreso presentó a la Asamblea la siguiente proposición:
La Asamblea Nacional asume los poderes y declara como forma de gobierno la República, dejando a las Cortes Constituyentes la organización de esta forma de gobierno.
El 1 de junio de 1873 se abrió la primera sesión de las Cortes Constituyentes y comenzó la presentación de propuestas. El 7 de junio se debatió la primera de ellas, suscrita por siete diputados, que decía:
Artículo único. La forma de gobierno de la Nación española es la República democrática federal.
El Presidente, haciendo cumplir lo que ordenaba el Reglamento de las Cortes para la aprobación definitiva de las propuestas de ley, dispuso celebrar una votación nominal al día siguiente. El 8 de junio se aprobó la propuesta con el voto favorable de 219 diputados y solamente 2 en contra, proclamándose ese día la República federal. Al tiempo, los federalistas apostaban por un modelo confederal de tipo helvético, constituyéndose directamente en cantones independientes.
El 30 de junio el ayuntamiento de Sevilla acordó transformarse en República Social, y al día siguiente los diputados federales intransigentes abandonaron las Cortes. Una semana más tarde, el 9 de julio, Alcoy se declara independiente: desde el día 7 de julio estaban teniendo lugar una ola de asesinatos y ajustes de cuentas al amparo de una huelga revolucionaria (la llamada Revolución del petróleo dirigida por elementos locales de la sección española de la AIT). Era sólo el comienzo. Poco después, comienza la sublevación cantonalista con huelgas generales en toda España, soldados asesinando a oficiales, alcaldes linchados, y un centenar de muertos.
Los focos federales del país no estallaron en forma de Estados autónomos, sino en una constelación de cantones independientes. Los levantamientos se suceden por diversas localidades del Valencia, Murcia y Andalucía fundamentalmente. Los hubo de ámbito provincial como Valencia y Málaga, otros más localizados, como Alcoy, Cartagena, Sevilla, Cádiz, Almansa, Torrevieja, Castellón, Granada, Salamanca, Bailén, Andújar, Tarifa y Algeciras, y los hubo incluso como tan pequeños como el pueblo manchego de Camuñas y el murciano de Jumilla. Según se afirma éste último proclamó un manifiesto que se haría famoso:
"La nación jumillana desea vivir en paz con todas las naciones vecinas y, sobre todo, con la nación murciana, su vecina; pero si la nación murciana, su vecina, se atreve a desconocer su autonomía y a traspasar sus fronteras, Jumilla se defenderá, como los héroes del Dos de Mayo, y triunfará en la demanda, resuelta completamente a llegar, en sus justísimos desquites, hasta Murcia, y a no dejar en Murcia piedra sobre piedra."No obstante, no existe constancia en el archivo municipal de la localidad ni de tal manifiesto ni de proclamación alguna, discurriendo al parecer las sesiones del periodo dentro de los cauces normales. Tal circunstancia ha llevado a algunos historiadores a negar la autenticidad de tal manifiesto y la propia existencia del Cantón de Jumilla, cuya invención atribuyen a mera propaganda antirrepublicana.
El más conocido y activo de todos los cantones fue el de Cartagena, que estalló el 12 de julio en aquella base militar y naval, bajo la inspiración del diputado federal huertano Antonio Gálvez Arce, conocido como Antonete.
La primera hazaña de los cantonales cartageneros fue apoderarse del castillo de San Julián, lo que motivó un curioso telegrama del capitán general del Departamento al ministro de Marina: «Castillo San Julián enarbola bandera turca». Esa "bandera turca" era en realidad la bandera roja de la República Federal, la primera bandera roja en la historia de España. Gálvez apasionó a la marinería con su inflamada oratoria y se apoderó de la escuadra fondeada en el puerto, que en ese momento se componía de lo mejor de la Armada. Con la flota en su poder sembró el terror en la costa mediterránea próxima, y fue declarado pirata y buena presa por decreto del gobierno de Madrid. Ya en tierra, dirigió una marcha sobre Madrid que fue desbaratada en Chinchilla. El cantón de Cartagena acuñó moneda propia, el duro cantonal, y resistió seis meses de guerra e independencia.
Dos fragatas cantonales, la Almansa y la Vitoria, salieron de Cartagena «hacia una potencia extranjera» (es decir, a Almería), para recaudar fondos. Al negarse la ciudad a pagar, fue bombardeada y tomada por los cantonalistas, quienes se cobraron ellos mismos el tributo. El general Contreras, al mando de la flota, se hizo rendir honores al desembarcar, curiosamente al son de la Marcha Real. A continuación, repitieron hazaña en Alicante y, de vuelta a Cartagena, fueron apresados como piratas por las fragatas acorazadas HMS Swiftsure y SMS Friedrich Karl, británica y alemana respectivamente.
La locura cantonalista acabó el 29 de diciembre de 1874. El general Martínez Campos se pronunció en Sagunto a favor de la restauración en el trono de la monarquía borbónica en la persona de don Alfonso de Borbón, hijo de Isabel II. El gobierno de Sagasta no se opuso a este pronunciamiento, permitiendo la restauración de la monarquía. El triunfo de la restauración borbónica se logró gracias al trabajo previo de Antonio Cánovas del Castillo, que sin embargo era contrario al pronunciamiento militar.
