苏德战争一开始，苏联波罗的海舰队就担负着破坏德国海上交通线这一具有战略意义的重要任务。战争初期，由于整个舰队的主要任务是配合陆军作战，所以在波罗的海则以潜艇为主来实施破交作战。1941年，苏联潜艇的破交活动可分为两个阶段：6月22日至8月28日，即舰队主力从塔林转移到喀琅施塔得以前，为第一阶段；从9月底至年底，为第二阶段。其间，从8月28日至9月25日，由于舰队转移，潜艇驻泊在涅瓦湾和涅瓦河口，要进入波罗的海就必须通过雷情复杂的芬兰湾，所以，暂时停止了活动。
第一阶段，舰队潜艇编为两个支队。第1支队，由H·叶基普科海军上校指挥；第2支队，由A·E·奥列尔海军中校指挥。当时，舰队共有34艘潜艇在敌交通线上活动。第二阶段，所有潜艇编为一个支队，统由H·叶基普利海军上校指挥，共有64艘潜艇在敌交通线上活动。
1941年，在波罗的海和芬兰湾海上交通线上活动的苏联潜艇，使德军遭受了巨大损失。例如，在第一阶段中，“C-11”号潜艇于7月19日首战告捷：在帕兰加水域用鱼雷击沉载有德军部队的11号破网舰。8月10日，“Ⅲ-307”号潜艇又在苏联海军中首创反潜战绩，在莫昂群岛以西用鱼雷击沉1艘德潜艇。第二阶段，“Ⅲ-320”号潜艇于9月26日击沉运输船“霍兰德”号。“Ⅲ-323”号潜艇于10月16日击沉油船1艘，于10月30日击沉运输船“巴登兰德”号，于11月5日又击沉1艘运输船。这一阶段，潜艇还完成了在敌占海岸附近布雷的任务。1941年，潜艇布水雷90枚，使敌人遭受巨大损失。例如，“JI-3”布雷潜艇所布的水雷在1941年10~11月间炸沉敌人摩托拖网渔船“居特”号和运输船“赫尼”号、“波卢克斯”号、“埃格劳”号。1941年9月至1942年2月，“卡列夫”号和“列姆比特”号潜艇所布的水雷炸沉2艘运输船、1艘油船、1艘扫雷舰、1艘近海摩托船和“多伊奇兰德”号训练船。
德军由于损失严重，于1942年开始实施代号为“阿伊什托斯”的战役计划，企图使用航空兵和炮兵消灭喀琅施塔得和列宁格勒的苏联舰艇。但是，德军的这一企图被舰队和方面军的航空兵与炮兵的坚决还击所粉碎。在这次战役中，德军损失飞机53架。5月，德军又开始在纳尔根岛与波卡拉半岛之间设置水雷障碍，企图将苏联舰队封锁在芬兰湾东部。1942年，德军在芬兰湾总共布下10786枚水雷，航空兵和炮兵经常袭击喀琅施塔得和列宁格勒的潜艇驻泊地。
然而，这一切都无济于事。1942年，波罗的海潜艇支队共有50多艘潜艇，编成3个梯队先后进至芬兰湾西部、波的尼亚湾和波罗的海的敌人交通线上活动。在作战过程中，不断改进潜艇兵力的使用方法，由1941年采用的阵地伏击法，改进为更加有效的区域游猎法，一些潜艇还采取了在广阔区域内积极巡航的作战方法，如“C-13”号潜艇在波的尼亚湾和“JI-2”号潜艇在波罗的海南部就是如此。
因此，1942年潜艇战绩显着。9月14日“列姆比特”号潜艇在波罗的海首次成功地采用了新的战术方法，即同时对两个目标实施鱼雷攻击。10月27日，“C-12”号潜艇再次采用这种方法，一举消灭两艘运输船。1942年，波罗的海潜艇部队共击沉敌运输船48艘。苏联潜艇击沉敌船的吨位占敌船在波罗的海战区损失总吨位的65％。波罗的海潜艇部队的积极活动，明显地影响了德国工业原料的供应，并使列宁格勒附近德军的后备兵员补充、弹药与燃料补给大大减少。
1942年，由于德军的后勤供应受到严重破坏，德军统帅部便采取措施进一步加强芬兰湾的反潜区。特别是在纳尔根-波卡拉阵地一线，设置了两道防潜网，从而由水面到水底彻底封锁了海湾。德军还设置了新的水雷障碍线，建立了声呐防潜区，增加了反潜舰艇和飞机。
为了破坏敌人的防潜网，波罗的海舰队指挥部派遣航空兵在纳尔根-波卡拉阵地区域投下了大量炸弹和鱼雷，但未取得预期效果。“Ⅲ-406”号、“Ⅲ-408”号潜艇及其他潜艇在敌反潜区遇难沉没。于是，从1943年6月起，波罗的海舰队改以鱼雷航空兵为主执行海上破交任务。1943年，鱼雷航空兵在敌人交通线上共进行229次巡航飞行，击沉46艘运输船。这年下半年，舰队强击航空兵也积极参加了破坏敌海上运输的战斗。仅8、9两月，强击机飞行员就击沉、击伤敌护卫舰7艘、扫雷舰3艘、炮舰1艘、布雷舰1艘及其他舰艇多艘。
到1943年底，强击航空兵击沉、击伤43艘运输船和战斗舰艇。海军航空兵还广泛使用了水雷武器，在敌人活动水域总共投下455枚触发和非触发水雷，击沉敌3艘运输船和2艘辅助船。与此同时，鱼雷艇支队也在芬兰湾敌海上交通线上活动，该支队出动43个艇群搜索敌人，进行40次鱼雷攻击，布下上千枚水雷。
1944年，芬兰退出侵苏战争后，C·B·维尔霍夫斯基海军上校指挥的苏联潜艇支队于9月间进驻赫尔辛基、卡尔库和汉科港，于是，切断被围敌军海上运输的任务，又落在波罗的海舰队潜艇部队的肩上。苏联潜艇很快就控制了波罗的海中部与南部。这年，苏联的“K”型巡航潜艇也开始在波罗的海执行作战任务。这批潜艇不仅成功地使用了鱼雷武器，而且还使用了火炮。苏联布雷潜艇的活动也卓有成效。“JI-3”号、“列姆比特”号和“JI-21”号3艘布雷潜艇先后布下77枚水雷，至1944年底共炸沉敌运输船5艘、战斗舰艇2艘和拖船1艘，创造了平均每布10枚水雷可炸沉1艘舰船的记录。
1944年，波罗的海舰队所属潜艇以各种武器共击沉敌运输船33艘、拖船1艘，战斗舰艇2艘，自己无一损失。这是苏联潜艇在苏德战争中取得的最好战绩。舰队航空兵于1944年更为积极主动地袭击敌基地和海上交通线，并在敌港口附近航道上布雷。1944年。舰队航空兵已完全掌握了海上的制空权。
在这一年中，航空兵共击沉敌运输船73艘、小船11艘，击伤运输船54艘；击沉军舰和其他作战船只96艘，击伤军舰174艘。1944年，波罗的海舰队所属各种兵力布设的水雷给敌人造成的损失也很严重，共炸沉战斗舰艇与辅助船23艘、运输船19艘、帆船2艘；炸伤敌驱逐舰1艘和运输船3艘。此外海岸炮兵还击伤敌重巡洋舰1艘、驱逐舰2艘、扫雷舰1艘、登陆舰1艘和运输船4艘。
1945年的头4个月内，苏联波罗的海潜艇部队成为敌海上交通线的主宰，以鱼雷、火炮和水上武器共击沉敌人运输船与辅助船29艘、战斗舰艇7艘。己方仅损失1艘潜艇。舰队航空兵1945年共击沉70艘战斗舰艇与辅助船只，击沉96艘运输船和34艘小船。鱼雷艇部队仅1945年头3个月就击沉运输船7艘、炮舰2艘、拖船6艘，击伤驱逐舰2艘。
1944~1945年，波罗的海舰队在敌交通线上的作战，对于苏军在库尔兰半岛、东普鲁士和什切青地区歼灭法西斯德军，具有重大意义。德军因舰船被击沉而损失许多有生力量和战斗技术装备，直到后来不得不停止使用战斗舰艇和运输船进行补给与撤退被围军队。
波罗的海舰队在整个苏德战争中共击沉敌运输船320艘，击沉战斗舰艇与辅助船只280艘。击伤敌运输船106艘，击伤战斗舰艇与辅助船只272艘。在全舰队击沉敌舰船的总吨位中，航空兵击沉敌舰船吨位所占的比重最大，占59％，潜艇占23％，水面舰艇占1.4％，海岸炮兵占0.6％，浅水海域所布水雷占16％。