С июля 1940 по апрель 1946 года командовал Северным флотом. 17 июня 1941 года под свою ответственность принял решение перевести флот в боевую готовность № 2 из-за участившихся разведвылетов немецкой авиации над базами флота. Бессменно командовал Северным флотом на протяжении всей Великой Отечественной войны. Под его руководством флот участвовал в обороне Мурманска и в обороне всего Советского Заполярья, в обеспечении проводки северных морских конвоев союзников и внутренних конвоев, в борьбе на коммуникациях германских войск у Северной Норвегии, в Петсамо-Киркенесской наступательной операции.