การรบครั้งนี้เกิดขึ้นในพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของภูมิภาคคาลินินไปจนถึงทะเลบอลติกทางเหนือ แนวรบทางบกจำกัดอยู่เพียงชายฝั่งอ่าวฟินแลนด์ทางเหนือของอ่าวฟินแลนด์ กองทัพโซเวียตมีส่วนร่วมในการป้องกันเชิงยุทธศาสตร์อาร์กติก-คาเรเลียและการป้องกันคาบสมุทรฮันโกทางตะวันออก กองทัพเยอรมันไปถึงชายฝั่งทางใต้ของ ทะเลสาบ ลาโดกาลงใต้ไปตามแม่น้ำคิริชาถึงคิริชีจากนั้นลงใต้ไปตามแม่น้ำโวลคอฟถึงเวลิกีโนฟโก รอด รวมทั้งตัวเมือง จากนั้นไปตามฝั่งตะวันตกของทะเลสาบอิลเมนถึงสตารายารุสซาจากที่นั่นไปยังปลายด้านเหนือของทะเลสาบเวลลาและจากเขตแดนด้านตะวันตกของทะเลสาบไปยังชายฝั่งทางเหนือของทะเลสาบเซลิเกอร์ไปยังภูมิภาคทางตะวันตกของเปโนทางใต้ของเส้นแบ่งเขตแดนเป็นปฏิบัติการของกองกำลังกลุ่มกลางของกองทัพ เยอรมัน ความยาวของแนวรบโดยประมาณอยู่ที่ 450 กิโลเมตร และรุกคืบไปทั้งหมด 270-300 กิโลเมตรเนื่องจากการถอนกำลังของโซเวียต

เมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม มีการตัดสินใจว่ากองพลยานเกราะที่ 4 จะทำการโจมตีแบบสองทาง โดยไม่ต้องรอให้ทหารราบซึ่งเคลื่อนที่ช้ากว่ามาถึงก่อน

กองพลยานเกราะที่ 31ของเกออร์ก-ฮันส์ ไรน์ฮาร์ดต์จะโจมตีไปยังเมืองลูกาในขณะที่ กองพลยานเกราะที่ 56ของเอริช ฟอน มันสไตน์จะรุกคืบไปยังทะเลสาบอิลเมนในลักษณะโอบล้อม

เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พลเอกเกออร์กี จูคอฟ เสนาธิการทหารสูงสุด ได้ออกคำสั่งให้สภาทหารแนวรบเหนือป้องกันเลนินกราด แนวทางดังกล่าวระบุถึงการสร้างแนวป้องกันระหว่างนาร์วาลูการ์และสตาราจา รุสซาและขยายให้มีความลึก 10 ถึง 15 กิโลเมตร ตั้งแต่ปลายเดือนมิถุนายน กองกำลังอาสาสมัครประชาชนแห่งชาติ 3 กองพลถูกเกณฑ์เข้ามาในเลนินกราดและใช้ในการประจำการแนวลูการ์ เมื่อวันที่ 6 กรกฎาคม พลเอกคอนสแตนติน ปิอาดีเชฟได้รับแต่งตั้งเป็นผู้บัญชาการแนวป้องกันใหม่ตามแม่น้ำลูการ์และสภาทหารแนวรบเหนือได้ตัดสินใจเสริมกำลังส่วนลูการ์โดยการย้ายกองพลปืนไรเฟิลที่ 237 จากเปโตรซาวอดสค์ และกองพลรถถังที่ 21และ 24 ของกองทัพยานยนต์ที่ 10จากคาเรเลีย แนวทางปฏิบัติของสตาวกาฉบับที่ 260 ลงวันที่ 7 กรกฎาคม สั่งให้ผู้บัญชาการแนวรบด้านเหนือโอนกองพลปืนไรเฟิลที่ 70 และ 177 ให้แก่ผู้บัญชาการแนวรบด้านตะวันตกเฉียงเหนือโดย ทันที

เมื่อกองทัพเยอรมันเริ่มรุกคืบทางใต้ของทะเลสาบเปปุส กองกำลังในแนวป้องกันใหม่จึงถูกรวมเข้าด้วยกันในวันที่ 6 กรกฎาคม เพื่อจัดตั้งกลุ่มปฏิบัติการลูกาภายใต้การบัญชาการของพลเอกคอนสแตนติน ปิอาดีเชฟ โรงเรียนทหารราบเลนินกราด (2,000 นาย) กองกำลังอาสาสมัครคิงกิเซปป์ และโรงเรียนทหารราบปืนใหญ่และปืนกลเลนินกราด (1,900 นาย) ได้รวมตัวกันในพื้นที่ทางตะวันออกของเมืองนาร์วาในไม่ช้า กองพลน้อยปืนไรเฟิลภูเขาแยกต่างหาก (5,800 นาย) ซึ่งรับสมัครจากเลนินกราด ได้รับมอบหมายให้รักษาแนวลูกา แนวป้องกันที่กำหนดไว้ทอดยาวเกือบ 250 กิโลเมตร จากอ่าวฟินแลนด์ไปตามแม่น้ำลูกา มชากา ลูกาเชลอนไปจนถึงทะเลสาบอิลเมน

กลุ่มปฏิบัติการลูกาประกอบด้วยกองพลปืนไรเฟิล 4 กองพล ได้แก่ กองพลปืนไรเฟิลที่ 70, 111, 177 และ 191 รวมถึงกองพลทหารอาสาสมัครแห่งชาติที่ 1, 2 และ 3 และกองพลปืนไรเฟิลที่ 41พร้อมด้วยกองพลปืนไรเฟิลที่ 90, 235 และ 118 ^{[ 2 ]}

เมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม 1941 หน่วยรุกคืบของกองทัพกลุ่มเหนือของเยอรมันได้ทะลวงแนวป้องกันที่แม่น้ำเวลิกายา และโจมตีเลนินกราดต่อไป กองพลยานเกราะที่ 31ภายใต้การบัญชาการของเกออร์ก-ฮันส์ ไรน์ฮาร์ดท์ซึ่งประกอบด้วยกองพลยานเกราะ กองพลยานยนต์ และกองพลทหารราบ 2 กองพล โดยได้รับการสนับสนุนจากเครื่องบิน ได้ผลักดันกองพลปืนไรเฟิลที่ 118 กลับไปยังกดอฟและกองพลปืนไรเฟิลที่ 90 และ 111 กลับไปยังลูกา เมื่อวันที่ 12 กรกฎาคม กองทัพเยอรมันปะทะกับหน่วยคุ้มกันของแนวป้องกันลูกาใน บริเวณ แม่น้ำพลูสซาและถูกหยุดยั้งไว้ได้ระหว่างการต่อสู้ที่ดุเดือด เนื่องจากภูมิประเทศที่เป็นหนองน้ำทำให้ไม่สามารถหลบหลีกกองกำลังป้องกันจากด้านข้างได้ ไรน์ฮาร์ดจึงทิ้งกองพลทหารราบที่ 269 ไว้ ที่ลูกา และเบี่ยงเบนกำลังหลักของกองทัพยานเกราะที่ 31 ไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ และภายในวันที่ 14 กรกฎาคม ก็ยึดหัวสะพานสองแห่งบนฝั่งขวาของแม่น้ำลูกาใกล้กับหมู่บ้านอีวานอฟสโกเยและโบลชอย ซับสค์ ในพื้นที่คิงกิเซปป์ได้สำเร็จ กองกำลังเยอรมันถูกหยุดไว้ที่ตำแหน่งเหล่านี้โดยกองกำลังของกลุ่มปฏิบัติการลูกา และสามารถดำเนินการรุกต่อไปได้ในอีกหนึ่งเดือนต่อมา ในขณะเดียวกัน ช่องว่างขนาดใหญ่ก็เกิดขึ้นระหว่างสองกองทัพของกลุ่มยานเกราะที่ 4 ซึ่งขณะนี้ถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนที่มุ่งหน้าไปในทิศทางที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ พื้นที่ป่าและหนองน้ำของภูมิภาคเลนินกราดยังเป็นอุปสรรคอย่างมากต่อการปฏิบัติการอย่างอิสระของหน่วยรถถังอีกด้วย

เมื่อวันที่ 10 กรกฎาคมกองพลยานยนต์ที่ 3ของกองทัพยานเกราะที่ 56เข้ายึดเมืองปอร์คอฟและรุกคืบต่อไปในทิศทางของแม่น้ำดโนกองพลปืนไรเฟิลที่ 182 ของโซเวียตต่อต้านการรุกคืบนี้ สามารถขับไล่การโจมตีได้สองครั้ง และสร้างความเสียหายแก่ทหารและนายทหารของกองพลยานยนต์ที่ 3 ของเยอรมันประมาณ 400 นาย นอกจากนี้ พลปืนของโซเวียตยังทำลายหรือสร้างความเสียหายแก่รถถังข้าศึก 20 คัน ถึงกระนั้นก็ตาม เมื่อถึงพลบค่ำ เยอรมันก็สามารถรุกคืบไปทางตะวันออกของปอร์คอฟได้อีกสามกิโลเมตร

เมื่อวันที่ 12 กรกฎาคมกองพล SS Totenkopfถูกทิ้งไว้ในพื้นที่ปอร์คอฟ และกองพลยานยนต์ที่ 3 ถูกส่งไปตามถนนสายรองทางเหนือกองพลยานเกราะที่ 8เปิดฉากโจมตี ชิมสค์โดยเคลื่อนที่ไปตามทางหลวงฝั่งซ้ายของแม่น้ำเชลอน มุ่งหน้า ไปยังนอฟโกรอดส่วนที่เหลือของกองพลรถถังที่ 3 แห่งกองทัพยานยนต์ที่ 1พยายามต้านทานการรุกของเยอรมัน โดยถอยร่นจากแนวหนึ่งไปยังอีกแนวหนึ่ง

เมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม หน่วยทหารเยอรมันเข้ายึดครองโซลต์ซีและไปถึงแนวแม่น้ำมชากา แม้ว่าการลาดตระเวนทางอากาศของเยอรมันจะรายงานว่ามีกองกำลังโซเวียตและกำลังเสริมจากทางเหนือจำนวนมาก แต่กองพลยานเกราะที่ 8 ก็ได้รับคำสั่งให้ยึดสะพานข้ามแม่น้ำมชากาให้คงสภาพเดิม

ภายในวันที่ 14 กรกฎาคม ปีกขวาของกองทัพที่ 56 ซึ่งไม่มีสิ่งใดคุ้มกัน ปรากฏว่ามีความยาวถึง 70 กิโลเมตร และปีกซ้ายที่ไม่มีสิ่งใดคุ้มกันมีความยาวประมาณ 40 กิโลเมตร กองบัญชาการของกองทัพเชื่อว่าความปลอดภัยของตนนั้นได้รับการรับประกันด้วยความเร็วในการรุกคืบ

กองบัญชาการโซเวียตตัดสินใจใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่ากองทัพยานเกราะที่ 56ขาดการคุ้มกัน พลตรีปิโอตร์ โซเบนนิคอ ฟ ผู้บัญชาการแนวรบตะวันตกเฉียงเหนือ ได้ออกคำสั่งหมายเลข 012 เมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม 1941 ถึงกองทัพที่11 ภายใต้การบังคับบัญชาของพลโทวาซีลี โมโรซอฟซึ่งได้รับการเสริมกำลังด้วยหน่วยจากแนวรบเหนือ (กองพลรถถังที่ 21 กองพลปืนไรเฟิลที่ 70 และกองพลปืนไรเฟิลที่ 237) ให้ทำการโจมตีตอบโต้และฟื้นฟูสถานการณ์ในพื้นที่โซลซี

หลังจากการอนุมัติ ในช่วงเย็นของวันที่ 13 กรกฎาคม ผู้บัญชาการกองทัพที่ 11 และ 27 ได้รับคำสั่งหมายเลข 010 เกี่ยวกับการเริ่มต้นการโจมตีตอบโต้ การวางแผนการโจมตีตอบโต้เกิดขึ้นภายใต้การนำของเสนาธิการกองทัพภาคตะวันตกเฉียงเหนือนิโคไล วาตูตินโดยอิงจากข้อมูลที่พิมพ์อยู่บนแผนที่ลับซึ่งตกไปอยู่ในมือของกองบัญชาการโซเวียต แผนที่ดังกล่าวระบุตำแหน่งของกองพลทั้งหกของกลุ่มยานเกราะของโฮปเนอร์ หลังจากตรวจสอบข้อมูลข่าวกรองแล้ว กองบัญชาการกองทัพภาคตะวันตกเฉียงเหนือได้พัฒนาแผนการโจมตีตอบโต้

ตามคำสั่งของกองบัญชาการแนวรบตะวันตกเฉียงเหนือ ผู้บัญชาการกองทัพที่ 11 ของโซเวียตได้จัดตั้งกองกำลังสองกลุ่มเพื่อตอบโต้ คือ กลุ่มเหนือและกลุ่มใต้ ภารกิจคือตัดเส้นทางของกองกำลังเยอรมันที่บุกทะลวงมาถึงแม่น้ำมชากา จากกลุ่มเหนือ กองพลสองกอง (กองพลรถถังที่ 21 และกองพลปืนไรเฟิลที่ 237) เคลื่อนพลจากแนวโกโรดิชเชและอูตอร์โกชไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ไปยังบาราโนโวและซิทเนีย ส่วนกองพลปืนไรเฟิลที่ 70 เคลื่อนพลไปทางทิศใต้ไปยังโซลต์ซี กองพลน้อยปืนไรเฟิลภูเขาแยกที่ 1 (1GSSR) ก็โจมตีโซลต์ซีจากทางทิศตะวันออกเช่นกัน กองพลของกลุ่มใต้ (กองพลปืนไรเฟิลที่ 183 จากกองทัพที่ 27) จะเคลื่อนพลไปทางทิศเหนือไปยังซิทเนีย และรวมกับหน่วยของกลุ่มเหนือที่นั่น

เมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม 1941 กองทัพที่ 11 ของโซเวียตได้เริ่มการโจมตีโดยได้รับการสนับสนุนจากเครื่องบิน 235 ลำ

การโจมตีโต้กลับอย่างฉับพลันของกองทัพโซเวียตสร้างความประหลาดใจอย่างยิ่งแก่กองบัญชาการเยอรมันกองพลยานเกราะที่ 8 ของเยอรมันส่วนใหญ่ ถูกล้อม ในขณะเดียวกันกองพลทหารราบยานยนต์ที่ 3 ของเยอรมัน ก็ตกอยู่ในสถานการณ์ที่ยากลำบาก

เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม กองพลปืนไรเฟิลที่ 70ของโซเวียตภายใต้การบัญชาการของพลตรีอันเดรย์ เฟดยูนิน ได้เข้ายึดครองโซลต์ซี ในวันเดียวกันนั้น ผู้บัญชาการแนวรบตะวันตกเฉียงเหนือได้สั่งการให้กองทัพแนวหน้าดำเนินการปราบปรามข้าศึกในพื้นที่โซลต์ซีให้เสร็จสิ้น และโดยการรักษาแนวรบที่กองทัพที่ 27 ยึดครองอยู่ตรงกลางและปีกซ้ายไว้ ให้มั่นคง กองกำลังที่เหลือจึงเริ่มทำการรุก

อย่างไรก็ตาม มันสไตน์ได้สั่งการให้ดำเนินการตอบโต้ที่เหมาะสม: เขาถอนกำลังทหารไปประมาณ 40 กิโลเมตร และเตรียมพร้อมสำหรับการป้องกันอย่างเต็มกำลังกองพลยานเกราะที่ 56 ส่วนใหญ่ สามารถฝ่าวงล้อมออกไปได้ และในวันที่ 16 กรกฎาคมกองพล SS Totenkopfได้ถูกโอนย้ายไปสังกัดกองพลยานเกราะที่ 56 ซึ่งทำให้สถานการณ์บนแม่น้ำเชลอนกลับคืนมา กองทัพโซเวียตได้เปิดฉากโจมตีตำแหน่งของเยอรมันอย่างต่อเนื่อง แต่ก็ถูกตีโต้กลับด้วยความสูญเสียอย่างหนัก

การโต้กลับอย่างดุเดือดของโซเวียตส่งผลให้ในวันที่ 19 กรกฎาคม กองทัพกลุ่ม "เหนือ" ของเยอรมันทั้งหมดต้องระงับการรุกคืบไปยังเลนินกราด กองพลยานเกราะที่ 8 ซึ่งได้รับความสูญเสียอย่างหนัก ถูกถอนกำลังกลับไปยังแนวหลัง ในวันที่ 16 กรกฎาคมกองทัพน้อยที่ 1ถูกโอนไปอยู่ภายใต้กองทัพกลุ่มยานเกราะที่ 4และในวันที่ 18 กรกฎาคม ก็ยึดเมืองดโนจากกองทัพน้อยปืนไรเฟิลที่ 22ได้สำเร็จ เมืองโซลซีถูกยึดคืนในวันที่ 22 กรกฎาคม แต่การโจมตี เมือง ชิมสค์ของกองพลทหารราบที่ 21 ของเยอรมันถูกขับไล่ไปได้

สถานการณ์ตามแนวรบทั้งหมดระหว่างนาร์วาและทะเลสาบอิลเมนเริ่มมีเสถียรภาพในวันที่ 27 กรกฎาคมเท่านั้น ทำให้กองทัพภาคเหนือสามารถพิจารณาที่จะดำเนินการรุกคืบต่อไปยังเลนินกราดได้อีกครั้ง

กองบัญชาการเยอรมันตัดสินใจรอการมาถึงของกองทัพที่ 18 ส่วนใหญ่จากเอสโตเนียตอนเหนือและกองทัพที่ 16 จากลัตเวียตะวันออก เพื่อเริ่มการโจมตีครั้งใหม่ ในวันที่ 8 สิงหาคมกองพลยานเกราะที่ 56ได้โจมตีในพื้นที่ลูกา แต่ไม่สามารถรุกคืบฝ่าแนวป้องกันที่แข็งแกร่งของโซเวียตได้

ในเวลาเดียวกันกองทัพยานเกราะที่ 31ได้โจมตีใน พื้นที่ คิงกิเซปป์และประสบความสำเร็จมากขึ้นกองพลยานเกราะที่ 8ได้เข้าร่วมกับกองทัพ และหลังจากเอาชนะกองพลรถถังที่ 1 ของโซเวียตที่โมโลสโควิตชี กองพลต่างๆ ของกองทัพยานเกราะที่ 31 ก็ไปถึงถนนจากคิงกิเซปป์ไปยังกาตชินาในวันที่ 16 สิงหาคม วันต่อมากองพลทหารราบที่ 1 ของเยอรมัน ยึดคิงกิเซปป์ได้ ในขณะที่กองพลทหารราบที่ 291เข้ายึดนาร์วาจากทางตะวันตก และกองพลทหารราบที่ 58จากทางใต้ ในขณะเดียวกัน รถถังเยอรมันเริ่มเลี่ยงเมืองลูกาโดยใช้ถนนในชนบทและป่าไม้ และไปถึงแม่น้ำลูกาในพื้นที่ 20-25 กิโลเมตรทางตะวันออกเฉียงใต้ของคิงกิเซปป์ ภายใต้ภัยคุกคามจากการถูกตัดขาดจากเลนินกราด กองทัพที่ 38 ของเยอรมันได้บีบให้กองทัพโซเวียตที่ 8 ถอนตัวไปยังที่ราบสูงโคปอร์สโกเยในวันที่ 18 สิงหาคม

ทางตะวันออกไปอีก กองทัพที่ 16 ของเยอรมันได้เปิดฉากโจมตีโนฟโกรอดเมื่อวันที่ 10 สิงหาคม โดยมีกองบินที่ 8 ภายใต้การนำของพลเอกฟอน ริชโทเฟน ได้ทำการโจมตีทางอากาศอย่างหนักหน่วงก่อน จากนั้นกองทัพที่ 1ของเยอรมัน (พลเอกคุโน-ฮันส์ ฟอน โบธ ) ได้เข้าโจมตีโนฟโกรอดโดยตรงด้วยกองพลทหารราบที่ 11และ 21 ทำให้แนวป้องกันของกองทัพโซเวียตถูกทะลวงได้สำเร็จ ในวันที่ 14 สิงหาคม กองพลทหารราบที่ 21 ได้รุกคืบไปตามทางหลวงโนฟโกรอด-ลูกา และกองพลทหารราบที่ 11 ก็เข้าใกล้แนวรบจากทิศทางเดียวกัน ซึ่งเป็นการคุกคามแนวเชื่อมต่อด้านหลังของกองทัพโซเวียตบนแนวลูกา การโจมตีของเยอรมันในวันที่ 15 สิงหาคมนั้นล้มเหลวในตอนแรก แต่การต่อต้านของโซเวียตก็ถูกทำลายลงด้วยการโจมตีของเครื่องบินทิ้งระเบิดดิ่ง ซึ่งทำให้โนฟโกรอดลุกเป็นไฟในหลายจุด ในช่วงเย็น กองพลทหารราบที่ 21 สามารถแทรกซึมเข้าไปในเมืองได้ ในเวลาเดียวกันกับกรมทหารที่ 424 ของกองพลทหารราบที่ 126เช้าวันที่ 16 สิงหาคม นอฟโกรอดตกอยู่ในมือของเยอรมัน และกรมทหารที่เหลือของกองพลทหารราบที่ 21 ได้เปิดฉากโจมตีชูโดโว

กองทัพที่ 48ของโซเวียตได้เปิดฉากโจมตีโต้กลับเพื่อยึดเมืองนอฟโกรอดคืน และการสู้รบในส่วนตะวันออกของนอฟโกรอดดำเนินไปจนถึงวันที่ 19 สิงหาคม การสนับสนุนทางอากาศอย่างแข็งแกร่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เยอรมันประสบความสำเร็จในการสู้รบที่นอฟโกรอด ในระหว่างยุทธการที่นอฟโกรอด ปีกซ้ายของกองทัพที่ 1 ของเยอรมันได้รุกคืบไปยังชูโดโว กองพลทหารราบที่ 11 ได้เข้ายึดปีกขวาของกองทัพที่ 1 ในส่วนของโวลคอฟ และกองพลทหารราบที่ 21 ได้ยึดชูโดโวได้ในวันที่ 20 สิงหาคม และตัดเส้นทางรถไฟที่นั่น วันรุ่งขึ้น การโจมตีโต้กลับของโซเวียตหลายครั้งต่อหน่วยของกองทัพที่ 1 ถูกขับไล่ เป้าหมายของกองทัพที่ 16 ได้บรรลุผลแล้ว

การโจมตีของกองทัพที่ 16แห่งกองทัพที่ 28 ของเยอรมันได้เปิดทางปีกซ้ายของกลุ่มทหารของพลเอกอัสตานินที่เมืองลูกาได้สำเร็จ กองพลตำรวจเอสเอสก็ถูกเคลื่อนย้ายไปทางเหนือ 74 กิโลเมตร ไปยังฝั่งตะวันออกของแม่น้ำลูกา และบุกโจมตีเมืองลูกาจากทางตะวันออกเฉียงใต้ในวันที่ 24 สิงหาคม ในวันที่ 22 สิงหาคม พลเอกอัสตานินได้รับคำสั่งให้ถอนกำลังพลกลับไปอยู่หลังทางรถไฟไปยังเมืองกาตชินา (คราสโนกวาร์เดย์สค์) แต่ก็สายเกินไปแล้ว กองพลปืนไรเฟิลที่ 70, 90, 111, 177 และ 235 ของโซเวียต กองพลทหารอาสาสมัครที่ 1 และ 3 และกองพลยานเกราะที่ 24 ถูกล้อมอยู่ใน "วงล้อมลูกา" การล้อมเสร็จสมบูรณ์ทางเหนือโดยกองพลยานเกราะที่ 31 ทางใต้โดยกองทัพที่1และทางตะวันออกโดยกองทัพที่ 28 การต่อสู้ในวงล้อมลูกาดำเนินต่อไปจนถึงกลางเดือนกันยายน พ.ศ. 2484 และบางหน่วยก็สามารถฝ่าวงล้อมออกไปทางทิศตะวันออกได้^{[ 2 ]}

ในขณะเดียวกันทางปีกด้านใต้ กองทัพโซเวียตกำลังวางแผนการโจมตีของตนเอง ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อปฏิบัติการโจมตีสตารายา รุสซาแผนการคือให้กองทัพที่ 48 ของโซเวียตที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นใหม่ โจมตีจากภูมิภาคนอฟโกรอดไปทางด้านตะวันตกเฉียงเหนือของทะเลสาบอิลเมน ในขณะที่ กองทัพที่ 34 ที่เพิ่งก่อตั้งขึ้นใหม่โดยได้รับการสนับสนุนจากกองทัพที่ 11 และ 27 จะโจมตีทางใต้ของทะเลสาบอิลเมน กองทัพโซเวียตส่งกองพลปืนไรเฟิล 8 กองพล กองทหารม้า 1 กองพล และกองพลรถถัง 1 กองพลเข้าร่วมการโจมตี โดยมีเป้าหมายเพื่อยึดสตารายา รุสซาและดโนคืน และทำลายกองทหารราบ ที่ 10 ของกองทัพที่ 16 การโจมตีเริ่มขึ้นในวันที่ 12 สิงหาคม และคุกคามที่จะเอาชนะและปิดล้อมกองทหารราบที่ 10 บริเวณทะเลสาบอิลเมนในทันที

พลเอกฟอน ลีบผู้บัญชาการกองทัพกลุ่มเหนือของเยอรมันถูกบังคับให้ย้ายกองพลยานเกราะเอสเอสที่ 3 โทเทนคอฟไปยังพื้นที่การรุกของโซเวียต ไม่นานนักก็มีกองพลยานยนต์ที่ 3และ กองพลยานเกราะที่ 56 ของเอริช ฟอน มันสไตน์ซึ่งกำลังสู้รบอย่างหนักอยู่ที่ลูกา ตาม มา กองทัพอากาศที่ 8ของฟอน ริชโทเฟนก็มีส่วนร่วมในการขับไล่การโจมตีโต้กลับของโซเวียตด้วย เมื่อวันที่ 19 สิงหาคม การโจมตีของกองพลยานเกราะที่ 56 ทำให้กองทัพที่ 34 ถูกโจมตีจากด้านข้างอย่างไม่ทันตั้งตัว กองทัพที่ 34 ได้รับความเสียหายอย่างหนักและพยายามถอยทัพ ภายในวันที่ 22 สิงหาคม กองพลยานเกราะที่ 56 ก็ไปถึงแม่น้ำโลวัตโดยจับกุมทหาร 12,000 นายจากกองทัพที่ 34 ที่กำลังถอยทัพ

ผลจากการรุกที่ไม่ประสบความสำเร็จ พลตรี Pyotr Sobennikovผู้บัญชาการแนวรบตะวันตกเฉียงเหนือถูกปลดออกจากตำแหน่งและถูกตัดสินจำคุก 5 ปี ต่อมาถูกลดตำแหน่งแทน พลตรีKuzma Kachanov ผู้บัญชาการกองทัพที่ 34 ถูกจับกุมเมื่อวันที่ 12 กันยายน ถูกดำเนินคดีในข้อหาขี้ขลาด และถูกประหารชีวิตเมื่อวันที่ 29 กันยายน^{[ 3 ]}

เมื่อวันที่ 28 สิงหาคม เมืองทาลลินน์ตกอยู่ภายใต้การยึดครองของเยอรมันหลังจากการปิดล้อมนาน 3 สัปดาห์ และกองเรือบอลติกของโซเวียต ได้ อพยพออกจากเมืองเยอรมันได้ยึดครองเอสโตเนียและพื้นที่ขนาดใหญ่ทางตะวันตกของรัสเซียไปจนถึงชายฝั่งทางใต้ของอ่าวฟินแลนด์แม้ว่าจุดยุทธศาสตร์สำคัญของโซเวียตบางแห่งจะยังคงต้านทานอยู่ก็ตาม

สำหรับการโจมตีเมืองครั้งสุดท้ายกองทัพยานเกราะที่ 39 ของเยอรมัน ถูกย้ายจากกลุ่มกองทัพกลางไปยังกลุ่มกองทัพเหนือ โดยได้รับคำสั่งให้ตัดขาดเมืองจากส่วนที่เหลือของสหภาพโซเวียต โดยอ้อมเมืองไปทางทิศตะวันออก กองทัพที่ 1 จะต้องรุกคืบไปทางเหนือตามฝั่งซ้ายของแม่น้ำโวลคอฟไปยังคิริชีเพื่อคุ้มครองปีกขวาของกองทัพยานเกราะที่ 39

เมื่อวิกฤตทวีความรุนแรงขึ้น กองบัญชาการสูงสุดจึงมอบหมายให้กองทัพที่ 4, 52 และ 54 ที่เพิ่งระดมพลไปประจำการตามแนวแม่น้ำโวลคอฟและทางตะวันออก นอกจากนี้ กองบัญชาการสูงสุดยังอนุมัติการจัดตั้งกองทัพใหม่สองกองทัพ ได้แก่ กองทัพที่ 42 และ 55 ซึ่งจะทำหน้าที่ป้องกันเมืองเลนินกราด

การโจมตีหลักของเยอรมันต่อเลนินกราดจะดำเนินการโดยกองพลยานเกราะที่ 31โดยร่วมมือกับกองทัพที่ 38ทางปีกซ้าย ส่วนทางใต้ ระหว่างเมืองกาตชินาและเมืองมกา กองทัพ ที่ 1และ กองทัพ ที่ 28จะโจมตีแนวป้องกันทางใต้รอบเลนินกราด

ในวันที่ 25 และ 26 สิงหาคม กองทัพยานเกราะทั้งสองกองได้เข้าโจมตี กองทัพยานเกราะที่ 39 ยึดเมืองลูบานได้ในวันเดียวกันและรุกคืบไปยังแม่น้ำเนวา ในวันที่ 1 กันยายน กองทัพยานเกราะที่ 39 ยึด เมืองม กา ได้ และตัดเส้นทางรถไฟสายสุดท้ายที่เชื่อมไปยังเลนินกราด ในวันที่ 8 กันยายนกองพลยานยนต์ที่ 20ยึด เมือง ชลิสเซลบูร์กบนชายฝั่งทะเลสาบลาโดกาได้สำเร็จ ปิดเส้นทางบกสายสุดท้ายที่ออกจากเลนินกราด

ในขณะเดียวกัน กองพลยานเกราะที่ 31 ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก ทหารราบ ของฟอน ชัปปุยส์ได้ทะลวงแนวรบของโซเวียตและรุกคืบไปเกือบ 10 กิโลเมตร สร้างแรงกดดันเพิ่มเติมต่อแนวรบที่กำลังหดตัวลงรอบเมืองเลนินกราดและภูมิภาคโอราเนียนบาวม์

ทางตอนใต้เช่นกัน แนวป้องกันของโซเวียตเริ่มพังทลายลง: คราสโนเย เซโลเสียไปเมื่อวันที่ 12 กันยายน และคราสโนกวาร์เดย์สค์ ( กาตชินา ) เมื่อวันที่ 13 กันยายน กองกำลังที่เหลือของกองพลยานเกราะของนายพลบารานอฟยังคงถอนตัวต่อไป โดยเข้ายึดตำแหน่งใหม่บนที่ราบสูงปุลโคโวซึ่งเป็นแนวป้องกันสุดท้ายทางด้านตะวันตกเฉียงใต้ของเลนินกราด

ในช่วงกลางเดือนกันยายน ปี 1941 เหตุการณ์สองอย่างส่งผลกระทบอย่างมากต่อสถานการณ์รอบ ๆ เลนินกราด เมื่อวันที่ 14 กันยายนจอร์จี ซูคอฟเดินทางมาถึงเลนินกราดเพื่อรับตำแหน่งแทนจอมพลโวโรชีลอฟ และสั่งให้ดำเนินการตอบโต้ทันทีเพื่อผลักดันกองทัพเยอรมันกลับไป ในเวลาเดียวกันนั้น อดอล์ฟ ฮิตเลอร์ ได้เปลี่ยนใจเกี่ยวกับเลนินกราด เขาตัดสินใจว่ากองทัพกลุ่มเหนือไม่ควรเข้ายึดครองเมือง แต่ควรล้อมเมืองและอดอยากจนกว่าจะยอมจำนน เขายังสั่งให้ฟอน ลีบ ผู้ซึ่งกำลังโกรธจัด ส่งมอบหน่วยยานเกราะทั้งหมดและกองพันรถถังที่ 4ให้กับกองทัพกลุ่มกลางเพื่อเตรียมการโจมตีมอสโก ยกเว้นกองพันรถถังที่ 39

ระหว่างวันที่ 14 ถึง 21 กันยายน กองทัพที่ 18 ยังคงรุกคืบแนวป้องกันของโซเวียตอย่างต่อเนื่อง จนในที่สุดก็สามารถปิดล้อมกองทัพที่ 8 ของโซเวียตในวงล้อมโอราเนียนบาวม์ (Oranienbaum Pocket)บริเวณอ่าวฟินแลนด์ได้สำเร็จ ในวันที่ 17 กันยายน ป้อมปราการ ซาร์สโกเย เซโล (Tsarskoye Selo)ในเมืองปุชกิน (Pushkin ) ถูกกองทัพเยอรมันยึดครอง ในช่วงเวลานี้ กองพลยานเกราะที่ 41 และ 56 และกองบัญชาการกลุ่มยานเกราะที่ 4 ถูกถอนกำลังออกจากแนวหน้าเพื่อเข้าร่วมในยุทธการมอสโก (Battle of Moscow ) และการรุกคืบของเยอรมันก็หยุดชะงักลง