Po ataku Niemiec 1941 w skład Floty wchodziło: 15 okrętów podwodnych, 8 niszczycieli, 7 dozorowców, 14 kutrów dozorowych, 2 trałowce, 1 okręt minowania, 116 samolotów (Wojska Lotnicze Floty), związki taktyczne i jednostki obrony wybrzeża i obrony przeciwlotniczej. Siły Floty bazowały w Polarnym, Murmańsku i Archangielsku. W czasie wojny siły Floty były wzmocnione okrętami i samolotami z Floty Bałtyckiej, Floty Oceanu Spokojnego i Flotylli Kaspijskiej, a także z sił zmobilizowanych, od przemysłu i z Lend-Lease’u, a samoloty także z rezerwy Stawki. W czasie wojny w składzie Floty Północnej były sformowana Białomorska Flotylla Wojskowa i Północny Rejon Obrony. Flota Północna broniła wybrzeża morskiego, współdziałała ze skrzydłami wojsk lądowych, wysadzała desanty morskie, działała na morskich liniach komunikacyjnych nieprzyjaciela, broniła komunikacji morskich, konwojowała statki transportowe sojuszników. W pierwszych miesiącach wojny Flota wspólnie z 14 Armią Frontu Karelskiego udaremniła plan opanowania Murmańska, Polarnego i półwyspów Średniego i Rybaczego. W październiku 1944 Flota brała udział w operacji petsamsko-kirkeneskiej wojsk lądowych (ok. 10 tys. marynarzy walczyło na lądzie jako oddziały spieszone). 15 kwietnia 1945 Białomorska Flotylla Wojskowa została przemianowana na Białomorski Morski Rejon Obrony.