С 29 июня по 10 октября 1941 года войска Северного фронта (с 23 августа – Карельского фронта, генерал-лейтенант М.М.Попов), 7-й отдельной армии (всего 358,39 тыс. человек, 8 стрелковых, 1 танковая дивизии, 1 стрелковая бригада, 7 укрепрайонов), Северного флота (контр-адмирал, с 16 сентября 1941 года - вице-адмирал А.Г.Головко) и Беломорской военной флотилии (контр-адмирал М.М.Долинин) (всего более 400 тыс. человек, 1,5 тыс. танков, 7,7 тыс. орудий и минометов, 1,8 тыс. самолетов, 32 корабля и 15 подводных лодок) провели стратегическую оборонительную операцию в Заполярье и Карелии с целью не допустить захвата немецкими и финскими войсками советского Заполярья и Карелии. Им противостояли отдельная немецкая армия «Норвегия», Юго-Восточная и Карельская финские армии (всего более 530 тыс. человек, 206 танков, 4,3 тыс. орудий и минометов), поддерживаемые 5-м немецким воздушным флотом и финскими ВВС (более 600 самолетов), 65 кораблями и 6 немецкими и финскими подводными лодками. Боевые действия проходили на Кольском полуострове, в Карелии, на Баренцевом, Белом и Карском морях.
29 июня ударные группировки немецких и финских войск перешли в наступление на мурманском, кандалакшском и лоухском направлениях. 10 июля нанесли удар основные силы финской Карельской армии на олонецком и петрозаводском направлениях. 31 июля перешла в наступление финская Юго-Восточная армия на Карельском перешейке. Советские войска, ведя бои на отдельных оперативных направлениях, упорной обороной и контратаками изматывали вражеские группировки. К 1 сентября 23-я армия на Карельском перешейке отошла на линию государственной границы 1939 года и прочно закрепилась на рубеже Карельского укрепрайона.
Ставка ВГК 23 августа 1941 года разделила Северный фронт на Ленинградский (в его состав вошла 23-я армия, генерал-лейтенант М.М.Попов) и Карельский (14-я и 7-я армия, генерал-лейтенант В.А.Фролов) фронты. В полосе 14-й армии в результате упорных боев к 23 сентября противник был окончательно остановлен и фронт в основном стабилизировался на рубеже река Западная Лица, по системе рек и озер в 90 км западнее Кандалакши, 40 км западнее Лоухи. В полосе 7-й армии (с 25 сентября 7-й отдельной армии, генерал армии К.А.Мерецков) войска финской Карельской армии 5 сентября захватили Олонец, 2 октября – Петрозаводск, а к 10 октября были остановлены на рубеже Ухта, Рогозеро, Масельская, Онежское озеро, река Свирь. В результате к концу стратегической оборонительной операции в Заполярье и Карелии немецкие и финские войска были обескровлены и окончательно остановлены на всех направлениях.
В ходе проведенных боев Красная Армия и РККФ не позволили противнику изолировать Советский Союз от внешних связей через северные порты и перерезать Северный морской путь на Дальний Восток, обеспечили бесперебойную работу сухопутных и морских внутренних коммуникаций на севере страны. Для страны был сохранен северный участок Кировской железной дороги. Советские войска не позволили финским и немецким войскам соединиться на Карельском перешейке и создать второе кольцо блокады Ленинграда. На севере Советского Союза было сковано более 20 дивизий противника. В рамках операции советские воска провели оборонительные операции на мурманском, кандалакшском, кестеньгском, ухтинском, ругозерском, петрозаводском и олонецком направлениях, Выборгско-Кексгольмскую фронтовую оборонительную операцию. Ширина фронта боевых действий составила более 800 км, глубина отхода советских войск – 50-150 км. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 5 декабря 1944 учреждена медаль «За оборону Советского Заполярья», которой награждено более 350 тыс. участников обороны.