苏联于第二次世界大战期间在北方海战区有两类交通线，一类是从英国和美国向苏联北方各港口运输物资的外海交通线，另一类是内海交通线。
美国和英国向苏联供应物资的主要交通线有3条。一是经太平洋至海参崴，二是经伊朗至黑海各港，三是经北极诸海至苏联北部港口，其中第三条外海交通线最短、最方便，它全长1800~2000海里。盟国的护航运输队从英国或冰岛的港口起航至苏联北部港口摩尔曼斯克或阿尔汉格尔斯克，约航行10~14昼夜。
1941年8~9月，盟国开始由北方海上交通线给苏联运送补给品，为了保证护航运输队的安全，除盟国采取必要的护航措施外，苏北方舰队兵力的任务是，保护东经20度至摩尔曼斯克港和阿尔汉格尔斯克港之间的外海运输线。这是外海线的东段，距离北挪威的德国基地和机场最近，因而也最危险。夏季，北方处于白昼期间，德国的远程轰炸机和水面舰艇易于发现和攻击护航运输队。冬季，潜艇对护航运输队的威胁也较大。
北方舰队为盟国护航运输队提供掩护与支援的大致作法是：接到护航运输队从英国或冰岛起航的通报后，舰队兵力开始展开，侦察机起飞沿挪威北海岸和熊岛海面侦察敌情和水文、气象情况，以便将有关情报通过盟国军事代表团转告英国海军部，从而最后确定护航运输队进入熊岛以东海域的具体航线。
同时，海军轰炸机、强击机和陆军的飞机开始袭击在北挪威和芬兰的敌人机场，潜艇在接近敌人基地的航道上展开，监视和攻击德国水面舰艇。护航运输队到达北方舰队作战区域的西线后，舰队派出驱逐舰、护卫舰和扫雷舰，以加强运输船的防空和反潜能力。海军航空兵从空中进行掩护，白天，6~8架飞机在护航运输队的上空不间断地进行巡逻。同时，苏联歼击机突击群在机场待命，反潜舰艇和反潜飞机在接近科拉湾和白海入口的水道上加强巡逻，搜索德国潜艇。在可能有水雷的航道上进行检查扫雷和搜索漂雷，为护航运输队组织相应的航海保障。冬天，破冰船在白海为运输船破冰导航。
上述措施使盟国护航运输队的安全得到了比较可靠的保障。1941年，从英国驶往苏联北部的PQ·1~PQ·6护航运输队没有受到任何损失。1942年，德国把相当大的部分海军和空军兵力调到挪威西北海区。其中，驱逐舰和潜艇增加至20艘，在挪威和芬兰的飞机增至500架，特别是，战列舰“梯比兹”号、袖珍战列舰“舍尔海军上将”号和“吕佐夫”号巡洋舰。“希佩尔海军上将”号以及数艘舰队驱逐舰组成的分舰队也调到了挪威北部，以控制北极诸海。
从1942年起，盟国护航运输队不断遭受损失。是年1月至2月的PQ·7~PQ·11护航运输队共损失2艘商船、1艘驱逐舰。3月至6月的PQ·12~PQ·16护航运输队共损失23艘商船以及数艘巡洋舰和驱逐舰。6月27日由冰岛驶往苏联的PQ·17护航运输队损失较大。该队共有商船33艘、油船1艘、救生船3艘，担任护航的舰艇21艘，此外，还有以2艘战列舰、1艘航空母舰、6艘巡洋舰和11艘驱逐舰组成的英国海军编队为其担任掩护。德国为了袭击PQ·17护航运输队而在其航线上展开了大量的潜艇，在北挪威机场上约有350架飞机待机。7月2日，由“梯比兹”号战列舰、“吕佐夫”号和“舍尔海军上将”号袖珍战列舰、“希佩尔海军上将”号巡洋舰以及12艘驱逐舰组成的德国分舰队也驶入挪威海。7月4日，PQ·17护航运输队遭到德国潜艇和鱼雷机的袭击，损失3艘商船，另有1艘油船受重伤。当天下午，英国海军部获悉德国分舰队出海，担心受其袭击，命令护航运输队的护航舰艇撤离，而使运输船只在没有护航的情况下经由巴伦支海分散自航，驶往苏联港口。
在航渡中运输船连续遭到德国潜艇和飞机的袭击，又损失19艘。这支护航运输队最终只有11艘运输船和2艘救护船到达摩尔曼斯克。这次运送的297架飞机损失210架，597辆坦克损失430辆，4240辆非战斗车损失3350辆；其他各种物资损失约2／3。后来，英国人承认贸然解散护航运输队的决定是错误的。事实上，7月5日18时许，在德国分舰队向护航运输队接近的主航线上，已有5艘苏联潜艇在伏击阵位上展开。“K-21”号潜艇在因格岛一带发现了德舰。在距离“梯比兹”号18链时，该舰同时发射4条鱼雷，并击伤了该战列舰。这艘战列舰返航修事14个月后才再次出海。
这次遭到严重损失后，盟国延至9月初才派出PQ·18护航运输队，并接受PQ·17护航运输队的教训，加强了护航兵力。虽然在航渡中仍然遭到德国潜艇和飞机的袭击，40艘运输船只中损失了13艘，但德国损失潜艇3艘，飞机约40架。德国鉴于飞机损失惨重，从此不再在挪威北部部署大量空军兵力。10~12月初，同盟国由于准备发动“火炬”战役，只派单艘商船驶向苏联北方港口，没有派遣护航兵力。在单船航行的37艘商船中，有9艘被击沉。12月中旬，盟国两次派遣小型护航运输队。此后，更改了盟国与苏联来往的护航运输队的代号。自1941年8月至1942年年底，盟国共有21支东行的护航运输队，被击沉53艘船只，16支西行的护航运输队，被击沉16艘船只。被击沉的商船中，有一半是美国的，英国除损失商船外，还损失2艘轻巡洋舰、4艘驱逐舰和1艘潜艇。
1943年1~2月间，盟国共有3支护航运输队驶抵苏联北方港口。德国水面舰艇部队企图袭击其中的JW·51B护航运输队，结果被警戒舰艇击沉1艘新型驱逐舰，击伤“希佩尔海军上将”号重巡洋舰。德国潜艇对其他两支护航运输队的袭击，也未获成功。1943年，北方舰队加强了在自己作战区内对护航运输队和港口的防空配系。舰队航空兵在为护航运输队担任掩护任务的同时，加强攻击敌人的机场和基地，抗击敌航空兵对己方港口的袭击，积极从空中给护航运输队提供相应的支援。例如，从1942年12月30日至1943年1月3日，为保护JW·51B护航运输队，舰队航空兵进行了247架次战斗起飞，其中144架次用于掩护护航运输队和截击敌机，44架次轰炸机场，8架次进行侦察，6架次搜索潜艇和水雷。1943年3~11月，北极诸海的航运曾一度停止。12月26日，德国最后一艘战列舰“沙恩霍斯特”号被英舰击沉后，北极诸海的航运受德国水面舰艇袭击的危险已不复存在。英国和美国将护航措施加以改进后，又每月往苏联派出一支护航运输队。在护航运输队中还编入了载有20~30架飞机的护航航空母舰，主要用于反潜。
自1943年12月至1944年4月，同盟国共派遣5支护航运输队，未受任何损失，1944年4月后，英、美准备在诺曼底登陆，遂停止向苏联北方港口派遣护航运输队。8月份，同盟国才又恢复这条航运。8月15日，JW·59护航运输队由埃韦湾起航，22日遭到德国潜艇袭击。护航舰只立即予以反击，并击沉2艘德国潜艇。1944年，共有9支护航运输队抵达苏联北方港口，损失运输船6艘、护航舰只8艘，德国潜艇被击沉13艘。
1945年1~5月，从英国驶向科拉湾和白海港口的盟国护航运输队共有5支。1944年11月12日，英国飞机在特罗姆瑟附近的一个海湾中击沉“梯比兹”号战列舰后，英国再未专门派遣舰艇编队掩护运输队。1945年，北方舰队为保障外海交通线的安全，共出动军舰108次，反潜飞机607架次。这年，英、美两国在来往于苏英之间的海洋交通线上损失运输船只5艘、警戒船只5艘，苏联损失“积极”号驱逐舰1艘。
从1941年8月至1945年4月，同盟国共派出40支护航运输队，把大约400万吨物资运送到苏联北方港口。其中包括5000辆坦克和7000余架飞机。同盟国方面共损失舰艇18艘、运输船只98艘。德国方面损失潜艇38艘、战列舰1艘、驱逐舰3艘。在保护盟国护航运输队的活动中，苏联北方舰队的舰艇和飞机发挥了重要作用。