为了支援苏军，波罗的海舰队出动两艘驱逐舰，与维堡的岸炮密切合作，炮轰在维堡地域登陆的德军，结果德军无法从列诺加向利汉尼叶米半岛调军。8月26-27日，波罗的海舰队又向利汉尼叶米半岛发射了1037发炮弹，但因未与被支援部队互通情报，轰击效果很差。
在喀琅施塔得的岸炮部队组成了第3战斗群。驻扎在尔热夫卡的海军炮兵也被组织起来，随时都能参加战斗。8月30日，波罗的海舰队奉命从海上保卫列宁格勒，防止德军从海上攻击芬兰湾南北两岸的苏军。
为完成该任务，波罗的海舰队加强了东群，增加了4艘炮舰、3艘护卫舰、4艘装甲艇、12艘护卫艇、3艘鱼雷艇、4艘扫雷舰和1座浮动炮台，并以东群为基础成立了涅瓦河舰艇支队。
8月30日，德军推进到涅瓦河左岸的伊凡诺夫斯基附近，企图强渡涅瓦河，与进攻卡累利阿的芬军会师。东舰群和尔热夫卡的海军以猛烈的炮火攻击了德军的集结地。接下来的几天里，苏军海军炮兵持续大规模炮击德军，德军被迫放弃了渡河计划。
另外，保卫列宁格勒期间，拉多加湖区舰队拥有炮舰“奥廖克马”号、“谢列姆扎”号、“比拉河”号、“布列亚”号、“舍克斯纳河”号、“谢斯特罗列次克”号和护卫舰“风雪”号、“伊若列茨”号。拉多加湖区舰队对苏军右翼提供了强大的舰炮火力支援。
除了火力支援外，拉多加湖区舰队把苏军第19军的部队从西北岸运送到施利谢尔堡和敖西诺维茨，此次共撤出部队21996人，运出的装备有9辆坦克、260门火炮、178挺机枪、586辆汽车、4647匹马，还救出居民1.8万人。
9月1-2日，拉多加湖区舰队又把第50军的部队从科伊维斯托岛撤往喀琅施塔得，运出官兵近2.7万人，运出的装备有188门火炮、950辆汽车、2000匹马。
9月，波罗的海舰队主力撤到了列宁格勒后，大批舰艇迅速编入各部队。比如，驱逐领舰“列宁格勒”号以及驱逐舰“凶猛”、“机灵”、“坚韧”号加入西群。战列舰“十月革命”号、驱逐舰“守护”号驻扎在城市运河一带。
波罗的海舰队主力的到来，使列宁格勒的防御力量大大增强。9月初，波罗的海舰队在列宁格勒的舰炮和岸炮共有345门。该市的防空力量也大大增强，9月1日，舰队航空兵的286架飞机分布在列宁格勒市的各个机场，其中歼击机170架、强击机11架、鱼雷机及轰炸机50架、水上飞机56架。
9月8日，德军占领施利谢尔堡，列宁格勒成了孤城。9月9-15日，德国空军出动大量飞机空袭了停泊在列宁格勒的舰队。9月15日，德军调来重炮部队轰击苏军的战列舰和巡洋舰，苏军“彼得罗巴甫洛夫斯克”号巡洋舰被击沉。后来，苏军派人将它打捞上来，改造成为浮动炮台。
9月18日，列宁格勒守军向德军的封锁线发起反攻。当天，1个营的海军陆战队配合苏军陆军渡过涅瓦河抵达杜勃罗夫卡。
9月20日，在海军舰炮的强大火力掩护下，苏军和海军第4旅再次渡河。经过激战，苏军在涅瓦河左岸建立了登陆场。在拉多加湖区舰队的掩护下，后续登陆部队不断登陆。然而，苏军第54集团军未能突破德军的防线与登陆部队会师。苏军的登陆作战失败了。
与此同时，9月19-27日，德国空军集中空袭留在喀琅施塔得港的舰艇，德军掌握了这一地区的制空权，取得了较大的战果。21日，德军180架飞机又来空袭喀琅施塔得。中午12时，“十月革命”号战列舰的上层甲板被摧毁。23日，德国空军100多架飞机轰炸舰队，击中苏军战列舰“马拉特”号的弹药舱，该舰舰桥向右倾斜，舰只搁浅。经过2个月的抢修，“马拉特”号继续用主炮支援陆地作战，但永远无法出海了。当天，苏军巡洋舰“马克西姆·高尔基”号也被德军炸伤。
从7月30日至9月30日，波罗的海舰队参战兵力达9.2万人，伤亡2.4万人，其中死亡9300余人。为支援列宁格勒保卫战，波罗的海舰队把43个炮兵连的289门火炮和迫击炮交给列宁格勒方面军使用。
8-9月的作战中，该舰队航空兵共出动5000多架次，摧毁德军坦克340辆、卡车1200辆、火炮170门，消灭德军3000多人。在9月，该舰队共射击1994次，消耗炮弹2.3万多发。
10月3-8日，为了掩护在新彼得罗德沃列茨和斯特列尔纳的反攻，该舰队发起了战术登陆。在新彼得罗德沃列茨，该舰队出动3个水兵营参加登陆战。同时，该舰队航空兵派90架飞机负责空中支援，并出动1艘战列舰、1艘巡洋舰、1艘驱逐领舰、6艘驱逐舰、4艘炮舰以及86门岸炮。
在斯特列尔纳登陆战中，苏军第6海军陆战旅与第20步兵师的分队共1293人，在舰队军舰的强大火力支援下登陆，这次登陆又失败了。
在彼得戈夫，苏军组织518人的登陆部队，由25艘护卫艇、12艘舢板、2艘扫雷舰、1艘装甲艇、5艘猎潜艇掩护登陆。
在该舰队的强大火力压制和陆军反攻下，德军从其他地方抽调部分兵力增援涅瓦河沿岸。由于登陆作战组织复杂，苏军缺乏经验，尽管苏军还出动了轰炸机和强击机队对沿岸德军进行了攻击，但登陆的失败仍是无法避免的。
德军对苏军的登陆战曾作出以下的评价：第一天，苏军登陆部队几乎都是年轻人，几天前才穿上的军装。严寒的气候加上德军岸防火力的打击，这些年轻的苏军士兵非死即俘；第二天，苏军又派了800人登陆。晚上，苏军又出动了300人登陆。在德军得到加强的岸防部队的围攻下，苏军登陆部队被全歼。德军发现，苏军的登陆作战缺乏严密的准备，其陆海军之间无法密切配合。
10月15-18日，苏军向新彼得罗德沃列茨和斯特列尔纳调来第125、第268步兵师、炮兵第47团。同时，10月10日至11月4日，苏军又向这一带调来6个步兵师共2.5万人。
10月20-24日，苏军第54、第55集团军（共71270人，拥有97辆坦克）进攻锡尼亚维诺的德军步兵第28军。
在激战中，波罗的海舰队向德军发射炮弹2.4万多发。然而，由于苏军各部队之间缺乏配合，苏军发起的进攻战役失败了。在接下来的战斗中，苏海军继续支援陆军部队作战。
10月26至11月25日，波罗的海舰队向涅瓦河岸边的德军发射了4500多发炮弹。
11月，该舰队支援苏联第55集团军在乌斯特-托斯诺一带作战，共发射炮弹3500多发。
12月，该舰队支援苏联第55集团军作战，发射炮弹1900多发。
同时，为了缩短战线，该舰队把芬兰湾东部的大小秋捷尔斯岛、戈格兰岛、比约尔克岛等地的9817名守军撤出，还运出4辆坦克、123门火炮、308挺机枪、8000支步枪、208匹马，以及2000吨物资等。
另外，9-10月，该舰队的7个海军陆战旅和2个海军陆战营在得到舰队充分补给后开往列宁格勒前线。舰队把9个海军步兵旅、1个滑雪兵团、38个营等拨给列宁格勒方面军，共8.7万人，还有25000吨燃料移交给该市的工业部门，把舰队的3250吨粮食交给该市。
1941年年底，为了加强芬兰湾的海上防御，波罗的海舰队在冰上布了504枚水雷，当地雷使用。为了支援弹药生产，舰队送给列宁格勒兵工厂深水炸弹7833枚、水雷226枚和鱼雷140枚，列宁格勒市的兵工厂把拆除的炸药用于生产火炮炮弹。
1941年12月，喀琅施塔得基地改建成要塞，要塞拥有战列舰“马拉特”号、驱逐领舰“明斯克”号、护卫舰5艘、炮舰2艘、扫雷舰18艘。
由于芬兰湾被德军布满了水雷，波罗的海舰队禁止大型作战舰只出海，该禁令在整个苏德战争期间有效。但这并不意味着波罗的海舰队将大片海域让给了德国海军。
针对德军的封锁和轰炸，列宁格勒市政府号召广大市民增加生产，支援前线。在很多工厂和设施被摧毁的不利情况下，广大市民不顾德军的炮击和轰炸仍在努力工作。
1941年下半年，列宁格勒兵工厂生产了713辆坦克，538辆其他装甲车，火炮1.3万多门，炮弹300多万发，火箭弹和炸弹8万多发。弹药产量比上半年增加了9倍，有力地支援了苏军作战。
在莫斯科保卫战最紧张的时刻，苏军把列宁格勒生产的1000多门火炮和其他装备空运到莫斯科市，为莫斯科保卫战的伟大胜利作出了巨大的贡献。列宁格勒军民在自身受到德军的严重打击下，还能支援莫斯科，此举彻底激怒了希特勒。
尽管列宁格勒出现了饿死人的现象，但在被围困的不利条件下，粮食定量供应仍满足了前线作战的急需。为了降低消耗，列宁格勒政府将居民向扎沃尔日耶、乌拉尔、西伯利亚和哈萨克斯坦等地疏散。仅在1941年冬季，该市通过冰上道路向后方运送了无劳动能力的居民约54万人，还运送了大量的工业设备、文化珍品等财物。
为了援助列宁格勒，苏联政府从1941年9月起，陆续向列宁格勒调拨了大量生活和战争必需物资。截止到12月，苏联政府向列宁格勒空运了6700吨紧急物资。11月下半月，城市居民普遍陷入被饿死的状态，燃料也快用光了。从11月14日至28日，苏军向该市空投了1200吨高热量食品。
除了空中运输外，列宁格勒依靠的主要是拉多加湖上的一条运输线，这也是惟一的一条运输线。
从早在1941年9月12日，为了支援列宁格勒方面军作战以及物资调运，苏军就组织了拉多加湖水上运输队。
拉多加湖面积约1.8万平方公里，南北长213公里，湖面最宽约139公里。该湖有1000多个大小岛屿，大部分岛屿集中在拉多加湖北部。
水上运输队面临的困难是：能在拉多加湖湖航行的船只数量很少，大部分船只被德军封锁在涅瓦河一带；该湖几乎没有码头；没有转运基地。最主要的困难是从列宁格勒至拉多加湖西岸的伊林诺夫铁路支线难以适应大规模的物资运输。
为了解决这些难题，苏军派人修筑了湖西岸的奥西诺维茨港，同时沃尔霍夫加紧制造大型驳船。然而，船只数量仍然很少，至11月15日结冰停航时只运来粮食、弹药和燃油6万吨，其中粮食有4.5万吨。另外，运输船还撤出伤病员33500人。水上运输的补给数量不足每天消耗的1/3。
结冰期间苏军在冰上开辟了军用汽车路——“生命之路”。当时，靠水运来解决被围城市的补给问题是不可能的。为了挽救列宁格勒市，苏军立即建立了冰上运输线。建立冰上道路的准备工作早在1941年10月就开始了，由列宁格勒方面军后勤部汽车道路处统一指挥。
11月11日，苏军的一支船队在湖面上被冻住了。11月12日，芬军发动进攻，缴获41艘苏军小船，俘虏苏军1000人。此后，芬军部署在该湖的舰艇规模增加到3艘炮艇、1艘运输船、9艘拖网渔船、3艘客轮、18拖轮、12艘驳船、174艘摩托艇等。
11月15-19日，列宁格勒方面军后勤部出动了12个勘察组，赴施利谢尔堡以南考察。17-19日，苏军开始铺设冰上公路。1941年11月22日，冰上公路通车，第一批卡车有60辆。此时冰面还未冻结实，卡车不敢满载。为此，汽车后边挂有拖车式雪橇。
11月23日，运输车队到达后方。从此，大量物资运到列宁格勒。整个冰上道路有6条车道，24小时行驶，密度最高曾达到1万辆卡车。
在该市被封锁的第一个冬季，“生命之路”给列宁格勒运来了36万多吨物资和６个步兵师、１个坦克旅。冰上汽车运输线长约30公里，至1942年4月24日，冰上运输线才停止使用。
这36万多吨物资包括粮食27.1万吨、燃油约3.5万吨、弹药约3.2万吨、其他物资2.2万吨，有力地缓解了列宁格勒市在作战和生活必需品方面的短缺状况。该运输线由拉多加湖旅级地面防空部队负责对空掩护。
至1942年4月24日，列宁格勒市储存了2个月的备用粮和6-8天的转移储备粮。苏军从1942年2月中旬以后，每日3餐可以保证热食供应。
列宁格勒的初步胜利坚定了苏联人民抵抗德军的信心，鼓舞了他们的斗志。列宁格勒军民牵制了德军大量兵力和全部芬军，使希特勒“闪击战”计划中的战略任务无法实现，并影响了德军在其他战线的作战进程。
在苏联共产党的领导下，列宁格勒军民一起在城市附近修筑防线，修建了几道环形地带组成的防御体系。在列宁格勒郊区和市区，他们挖了150公里长的防坦克壕，铺设了201公里的铁丝网，挖了7000多条步兵战壕和626公里交通壕。列宁格勒军民还修建了3000多个火力据点。
另外，该市居民是补充兵力的主要来源。在1941年第一个冬季，列宁格勒市为苏军提供了10万多名新兵。同时，列宁格勒党组织在市内组建了10个民兵师，其中７个改编成正规师。
在列宁格勒，市民发起了群众性的狙击手运动，无处不在的狙击手使德军遭受重大损失。
1941年8月23日，苏军统帅部将北方方面军分为列宁格勒和卡累利阿两个方面军。卡累利阿方面军驻扎在巴伦支海至拉多加湖一线，下辖第14、第7集团军和担任重要战役方向任务的部队。北方舰队接受卡累利阿方面军指挥。
1941 年9月，第7集团军改称独立第7集团军，直属苏军统帅部。1942年6月底前，卡累利阿方面军下辖第19、第26、第32集团军。
1942年底，卡累利阿方面军航空兵改编为空军第7集团军。1944年2月，独立第7集团军转隶卡累利阿方面军。
为支援各独立战役方向，该方面军建立了各方向战役集群，包括彼得罗扎沃茨克集群、摩尔曼斯克集群、凯姆集群、坎达拉克沙集群。
1944年11月15日，芬兰退出对苏战争后，卡累利阿方面军被撤销。
卡累利阿方面军历任司令有：1941年9月至1944年2月为弗罗洛夫，1944年2-11月为梅列茨科夫。
卡累利阿方面军历任政委有：1941年9月至1942年7月为热尔托夫，1942年7-11月为库普里亚诺夫，1942年11月至1944年2月为巴特拉科夫，1944年2-11月为什特科夫。
卡累利阿方面军历任参谋长有：1941年9月至1943年5月为斯克维尔斯基，1943年5月至1944年8月为皮加列维奇，1944年9-11月为克鲁季科夫。