פרולוב המשיך לפקד על הארמייה גם בתחילת המתקפה הגרמנית כחלק מהחזית הצפונית של מרקיאן פופוב. ב-23 באוגוסט 1941, בעקבות פיצולה של החזית הצפונית, הופרשו חלק מכוחות החזית ליצירת חזית חדשה שנודעה בשם "חזית קרליה" ופרולוב מונה למפקדה. פרולוב המשיך לפקד על החזית לאורך רוב המלחמה. החזית שלו הגנה על הגזרה בין ימת לדוגה והנהר סוויר עד לאוקיינוס הקרח הצפוני באזור מורמנסק. החזית השתתפה במלחמת ההמשך והשתתפה בקרבות כנגד צבא פינלנד והוורמאכט. ב-28 באפריל 1943 הועלה לדרגת גנרל פולקובניק. ב-1944 השתתפה החזית שלו יחד עם חזית לנינגרד בהתקפה הסופית על פינלנד, שהובילה לכיבוש שטח גדול יחסית של 100 ק"מ. המתקפה נבלמה בסופו של דבר מבלי שהסובייטים הצליחו לכבוש את פינלנד עצמה, ובפברואר של אותה שנה מונה קיריל מרצקוב למפקד החזית. פרולוב המשיך לשמש כסגן מפקד החזית עד דצמבר, עת מונה למפקד המחוז הצבאי הים הלבן.