Al març de 1937 es va establir a Barcelona on va treballar com a treballador a les plantes de motors d'aviació Hispano-Suiza

A Barcelona va realitzar nombroses conferències, una de les quals el 23 d'abril a l'antiga Casa dels Italians a Barcelona sobre el tema "El problema italià comparat amb l'espanyol", sobre les repercussions a Itàlia dels esdeveniments espanyols, en què cita la frase de Durruti "El feixisme no es discuteix, es destrueix"

El desembre de 1937 va tornar a França a Clichy com a convidat a Amos Salvadori, lluitador del POUM a Aragó. Després de l'esclat de la Segona Guerra Mundial, Olivelli es va enfrontar a una clara crisi de les seves conviccions polítiques i el desembre de 1939 es va presentar al consolat italià a París, declarant-se penedit del seu passat i disposat a col·laborar amb els serveis secrets italians. De fet, diu que es penedeix del seu passat i vol tornar lliurement a la seva terra natal. Proporciona informació sobre alguns noms en contacte amb Moscou