31 июля началось наступление финской Юго-Восточной армии на Карельском перешейке. Войска 23-й армии (под командованием генерал-лейтенанта П.С. Пшенникова, затем генерал-лейтенанта М.Н. Герасимова, и, начиная с 9 сентября, генерал-майора А.И. Черепанова) несмотря на упорное сопротивление, вынуждены были 11 августа покинуть Хийтолу, а 16 августа – Сортавалу. К 25 августа части 2-го армейского корпуса перерезали железную дорогу Выборг – Ленинград. Одна из дивизий 4-го армейского корпуса, переправившись через Выборгский залив, 29 августа заняла Выборг, который был оставлен советскими войсками. К 4 сентября финские войска оттеснили соединения 23-й армии на линию государственной границы 1939 года, где они закрепились на рубеже Карельского укрепрайона. Это позволило противнику освободить часть сил и перебросить их на Петрозаводское направление с целью захвата Кировской железной дороги.

В результате активной оборонительной деятельности войск Северного (позднее Карельского) фронта и 7-й отдельной армии не удалось полностью осуществить план операции "Голубой песец" по захвату Заполярья и Карелии, а также соединению финских войск с группой армий "Север" в районе Ленинграда. Советские войска обуздали 8 немецких и 12 финских дивизий, что сорвало планы Верховного главнокомандования вермахта использовать их в других секторах советско-германского фронта. В ходе боев в условиях сложной лесисто-озёрной местности на широком фронте и на разобщённых направлениях войска Северного фронта приобрели ценный опыт организации и проведения оборонительных операций, а также взаимодействия с авиацией, силами Северного флота, Ладожской и Онежской военных флотилий.

За выдающееся мужество, героизм и военное мастерство 52-я стрелковая дивизия была 26 декабря 1941 года преобразована в 10-ю гвардейскую стрелковую дивизию. Потери советских войск в этом периоде включали безвозвратные – 67 265 человек, санитарные – 68 448 человек, 546 танков, 540 орудий и минометов, 64 самолета. Немецкие войска потеряли около 20,7 тысяч человек (из них 4,4 тысячи убитыми), а финские войска – около 46,4 тысячи, включая 9,9 тысячи человек, убитых.

В последующем, в основном на трех направлениях, продолжались активные боевые действия. 17 октября 1941 года войска 14-й армии, поддерживаемые авиацией и артиллерией Северного флота, провели контрудар на Мурманском направлении, вытеснив части немецкой 3-й горнострелковой дивизии за реку Западная Лица. На Кестеньгском направлении Кемская оперативная группа, сформированная 14 сентября под командованием генерал-майора Н.Н. Никишина, в течение ноября сумела остановить наступление финского 3-го армейского корпуса, оттеснив его на исходные позиции. На Медвежьегорском направлении войска Карельской армии преодолели сопротивление частей 71-й и 313-й стрелковых дивизий, которые 6 декабря покинули Медвежьегорск, отступив на восточный берег Повенецкого залива. К середине декабря 1941 года противник был полностью остановлен на линии реки Западная Лица (60 км западнее Мурманска), системы рек и озёр (90 км западнее Кандалакши), 40 км западнее Лоухи, 10 км западнее Ухты, Ругозеро, станции Масельгская, Повенец, Онежское озеро и реки Свирь. Этот рубеж оставался устойчивым вплоть до июня 1944 года.