В ходе войны организационная структура флота совершенствовалась и развивалась. Рос флот и численно. Так, с началом войны была создана Иоканьгская военно-морская база, а Беломорская военно-морская база была переформирована в военную флотилию.
     В 1942 г. в составе флота появилась Новоземельская, а в 1944 г. — Печенгская и Карская военно-морские базы. В том же, 1942-м г., решением Ставки Верховного Главнокомандования на отрезанных противником с суши полуостровах Рыбачий и Средний был создай Северный оборонительный район. С прибытием на Север с Тихоокеанского флота лидера "Баку" и эскадренных миноносцев "Разумный" и "Разъяренный" создали бригаду эскадренных миноносцев под командованием капитана 1 ранга (с 1944 г. контр-адмирала) П. И. Колчина, а с принятием в 1944 г. в состав флота отряда кораблей, прибывших из Англии, была создана эскадра под командованием контр-адмирала В. А. Фокина. В апреле 1945 г. были образованы Кольский и Беломорский оборонительные районы.
     Действуя на приморском направлении, Северный флот высаживал морские десанты, оказывал огневое содействие сухопутным войскам и обеспечивал воинские морские перевозки.
     На морском направлении силы Северного флота защищали внешние и внутренние морские коммуникации и нарушали морские перевозки противника. Разработанные в предвоенные годы оперативные планы предполагали уничтожение противника в морских боях и сражениях в Баренцевом и Белом морях, содействие сухопутным войскам в захвате Петсамо, оборону совместно с сухопутными войсками полуостровов Рыбачий, Средний и Кольский, предотвращение прорыва кораблей противника в Белое море, оборону побережья этого моря и ограниченные крейсерские действия подводных лодок на коммуникациях противника.
     Применение сил Северного флота в целом можно оценить как наиболее продуманное и грамотное из всех советских флотов. Ошибки были допущены лишь в самом начале войны. Совершенно необоснованно в июле—сентябре 1941 г. было выставлено около 1 тыс. мин и минных защитников в оборонительных минных заграждениях, а также 188 мин в Кандалакшском заливе и 275 мин в горле Белого моря. Такое решение, видимо, было принято под давлением руководителей, не разобравшихся в реальной обстановке. Вследствие нечеткой организации противовоздушной обороны главной базы — Полярного 20 июля 1941 г. совершенно неоправданно погиб эскадренный миноносец "Стремительный", а в результате неналаженного взаимодействия разнородных сил в зоне обстрела береговой артиллерии погиб сторожевой корабль "Туман".
     Заметим также, что в первые месяцы войны была упущена возможность нанести значительный урон противнику на морских коммуникациях. Именно в это время противники наиболее активно доставляли воинские грузы в Северную Норвегию, причем суда шли без охранения. Но командующий флотом и его штаб посчитали, что главным направлением в это время следует считать сухопутное, поскольку на нем решалась судьба сухопутного фронта, а следовательно, и системы базирования флота.
     В 0 часов 56 минут 22 июня в штаб Северного флота пришла телеграмма за подписью наркома ВМФ адмирала Н. Г. Кузнецова с приказанием перевести флот на оперативную готовность № 1. Через 19 минут этот сигнал был передан по флоту, а в 4 часа 25 минут было получено последнее донесение о выполнении мероприятий по переводу сил на оперативную готовность № 1. В середине дня началась мобилизация флота.
     В 22 часа береговая батарея № 221 под командованием старшего лейтенанта П. Ф. Космачева открыла огонь по тральщику противника. Флот вступил в войну, длившуюся, как и для всей страны, 1418 дней и ночей.