Con la proclamación de la Segunda República, Moreno Villa es designado jefe del Archivo del Palacio Nacional, cargo que desempeñará hasta noviembre de 1936 y que le supondrá una vuelta a sus trabajos de investigación histórica. Por estos años comienza a elaborar el catálogo de los locos, enanos, bufones, negros, niños y gente de placer que poblaban la corte de los Austrias. Libro que publicará, ya en el exilio en México, en 1939.
Por otro lado, este es un año de incesante actividad creativa. En el terreno poético, publica las tres series de sus Carambas, en donde se advierten juegos y quiebros cercanos a la corriente surrealista del momento. Es un tiempo en el que mantiene una profunda amistad con Vicente Aleixandre y, sobre todo, con Luis Cernuda. La llegada de la Segunda República trae consigo una proliferación de asociaciones y agrupaciones de todo signo artístico a las que Moreno Villa no permanece ajeno. Es uno de los firmantes del Manifiesto de la Agrupación Gremial de Artistas Plásticos (AGAP), y participa en la primera exposición colectiva del grupo, titulada simplemente Exposición de Pinturas y Esculturas, que se celebra en las salas del Museo de Arte Moderno de Madrid en el mes de mayo. Esta primera muestra se repetirá poco tiempo después, en el mes de noviembre, pero ya más reducida en cuanto a participantes, en las salas del Ateneo madrileño. Junto a Moreno Villa, otros pintores pertenecientes a la AGAP son, por ejemplo, Climent, Souto, Santacruz, Fernando Mateos o Santiago Pelegrín.
También en este tiempo renace la antigua Sociedad de Artistas Ibéricos, promotora de la organización de la exposición emblemática celebrada en 1925, y vuelve a presentarse en la II.ª exposición de los Ibéricos, que se celebra en el mes de septiembre en el Ateneo guipuzcoano de San Sebastián y en la que Moreno Villa también participa. En la revista AC, órgano del GATEPAC, Grupo de Arquitectos y Técnicos Españoles para la Arquitectura Contemporánea, se publica el artículo titulado «El poeta Moreno Villa, pintor», en el que Moreno Villa hace unas declaraciones sobre la pintura moderna en relación con los interiores de la casa racionalista, relacionando ésta con su propia obra:
A veces un cuadro es un elemento tan indispensable como un pilar o una escalera. En el sentido directo y en el metafórico. [...] El cuadro de un despacho puede ser de una tendencia y el del comedor, de otra, y el de la sala de estar, de otra. [...] Hay cuadros surrealistas que son incompatibles con la sala burguesa por lo crudo de sus temas o alusiones, pero no cabe duda de que un cuadro de fondo poético y legítimamente misterioso, da motivo en las salas de estar a conversaciones y coloquios divertidos. El cuadro cubista, por su parte, se encontrará debidamente allí donde no se habla, sino que se busca concentración, es decir, en el despacho o estudio.
Para el comedor pueden servir esas otras pinturas que ni son abstractas, ni poéticas, que son pintura sobre todo, con leves alusiones a formas reconocibles, las de Cossío, las de Bores. Ateniéndonos a estas tres direcciones pictóricas que a mi entender son impuestas por las distintas celdas que integran un hogar, yo diría a mis amigos directores de esta revista que mis cuadros son de sala y comedor. Pocos de mis cuadros son puramente abstractos. Ajuicio de las personas sensibles y enteradas, hay en ellos sustancia para recorrer con el espíritu largas regiones y durante largas horas.