В составе Северного флота было 8 эсминцев, 7 сторожевых кораблей, 2 тральщика, 15 подводных лодок, 15 охотников за подводными лодками, другие суда и корабли; численно он не уступал германским силам в портах Норвегии, но в любой момент противник мог подвести подкрепления. Из 116 самолетов половину составляли старые машины; неприятель располагал явным преимуществом в авиации. Именно авиация, как правило, становилась причиной гибели кораблей и судов.

   Неприятным сюрпризом явилось применение противником бомбежки с пикирования. В 1941 году набеги совершали и германские эсминцы, которые потопили героически защищавшиеся сторожевики — вооруженные траулеры "Пассат" и "Туман", гидрографическое судно "Мередиан" и несколько других судов. В свою очередь, высылаемая в погоню авиация Северного флота наносила повреждения неприятельским кораблям.

   Наступление, предпринятое немцами в сентябре, также не увенча¬лось успехом. Флот вновь отправил на сушу добровольцев, которые помогли удержать линию фронта. Правда, гитлеровцам удалось продвинуться к берегу Мотовского залива и установить батареи, которые обстреливали суда, снабжавшие обороняющихся. Однако при поддержке авиации снабжение не прекращалось, и к зиме германским войскам пришлось остановиться, не дойдя до Мурманска.

   Подводники Северного флота в начале войны не добивались резуль¬татов, пока не была отработана тактика торпедных и артиллерийских атак, минных постановок. Несмотря на текучку, командующий оставлял время для анализа неудач. Дневник военного времени отражал раздумья:
   "Надо снова продумать всю боевую работу наших лодок. Надо осмотреться, возможно, многое упускаем, что немцы предприняли какие-то меры ПЛО, которые мы не установили, — это ясно. Надо разгадать, какие именно. Боюсь, что тут мины. Глубины позволяют ставить мины у всего побережья. В некоторых местах мины нужны специальные — глубоководные, но все же постановка возможна. Если ориентироваться на мины, то вдоль все¬го норвежского побережья нельзя плавать. Проще говоря, тогда надо отказаться от боевых действий. Это невозможно. Ведь немцы-то плавают. Стало быть, и нам надо продумать свои действия, просмотреть, изучить пути, по которым ходят корабли противника. И ходить теми же самыми путями".

   Со временем, кроме проводки конвоев вдоль своих берегов, в том числе и по Северному морскому пути, флоту пришлось взять на себя охрану внешних конвоев, прибывавших из-за границы с грузами для Советского Союза. Летом — осенью конвои шли на Архангельск. Однако порт замерзал, и пришлось избрать Мурманск. Первый конвой из 9 судов прибыл 12 января 1942 года. Так как в начале войны из порта оборудование вывезли и подготовки к приему судов не вели, выгрузка еще не была завершена, а 17 января прибыл второй конвой. Тогда же появились первые суда, получившие попадания торпед с немецких подводных лодок. Кроме подлодок, германское командование перебросило в порты Норвегии тяжелые кораб¬ли, которые использовало против конвоев зимней ночью.

   Северный флот располагал небольшими силами. Тем не менее в своей зоне ответственности он обеспечивал безопасность конвоев как надводными и подводными силами, так и авиацией. Весной и в начале лета 1942 года конвои продолжали курсировать. Не раз советские моряки вместе с англичанами вступали в бой с неприятельскими кораблями и самолетами, заранее наносили удары по неприятельским базам и самолетам с воздуха.

   Удивляясь, как легко союзники принимают решение затапливать суда с грузами для Советского Союза, получившие повреждения, Головко в дневнике привел пример с транспортом "Старый большевик", который после бомбежки отстал от конвоя, погасил пожар, исправил повреждения и дошел до порта, и написал:
   "Что же, да послужит этот факт примером всем в союзных конвоях. Ибо он красноречиво отвергает инструкцию об уничтожении поврежденных транспортных судов. Не уничтожать, а защищать, отстаивать и спасать — вот чем следует руководствоваться в своих действиях каждому, кто назвался союзником в совместной борьбе".

   В июле 1942 года конвой PQ-17 был обнаружен неприятелем и понес значительные потери. В большей части они стали следствием того, что под угрозой появления линкора "Тирпиц" английское командование приказало отойти охране конвоя, а судам следовать поодиночке. Многие беззащитные суда стали жертвами авиации и подводных лодок. Советские моряки сделали все возможное, чтобы спасти торговые суда и их моряков. Но английскому правительству этот случай послужил предлогом для прекращения конвоев в самые тяжелые дни боев на советско-германском фронте. Головко считал, что союзники специально позволили германским кораблям прорваться из французских портов на север, чтобы устранить их угрозу коммуникациям в Атлантике.

   Летом, пользуясь тем, что Северный флот занимался поиском рассеянных судов PQ-17, германское командование направило подводные лодки для действий на советских коммуникациях в Арктике. Они обстреливали полярные станции на Новой Земле, затопили несколько судов. Еще большей угрозой стал «карманный» линкор "Адмирал Шеер", который пытался прорваться в Карское море для истребления конвоев, но после боя с "Сибиряковым" и защитниками острова Диксон отказался от дальнейшего крейсерства и ушел раньше, чем авиация и подводные лодки смогли его атаковать.

   К приходу первого осеннего конвоя PQ-18 командование Северного флота приготовилось заранее, развернув на позициях подводные лодки и нанося удары по базам и конвоям противника. В результате принятых мер из 13 погибших судов только одно приходилось на зону ответственности Северного флота. 18 сентября 1942 года в бою у Канина Носа советские моряки вместе с союзниками отразили атаки бомбардировщиков и торпедоносцев, истребив 15 машин. 19 сентября Головко записал в дневнике:
   "Конвой PQ-18 прибыл к месту назначения — на Северодвинский рейд. Из 40 транспортных судов достигли конечного пункта 27. Потеряны: до начала сопровождения нашими кораблями— 12 транспортов, из них 9 были лишь подорваны торпедоносцами и подводными лодками против¬ника, но добиты и уничтожены эскортными кораблями; в операционной зоне Северного флота — один транспорт, также добитый английским эскортным кораблем. Цифры сами говорят за себя...

   Два с половиной часа боя у Канина Носа окончательно решили судьбу конвоя. Вечерний налет бомбардировщиков, когда конвои транспортов уже стоял на Мудьюгском рейде, не помог противнику. 24 "юнкерса" были встречены нашими истребителями и в беспорядке сбросили бомбы в воду. Не пострадало ни одно из транспортных судов. Противник потерял два самолета".

   14 октября командующий встречал лидер "Баку" и эсминцы "Разумный" и "Разъяренный", которые пришли из Тихого океана по Северному морскому пути. Так исполнилась мечта С. О. Макарова и других русских флотоводцев о возможности маневра силами между морскими театрами России в дни войны. Прибывшие корабли оказались необходимым подкреплением. В январе — марте 1943 года на Северный флот пришли с Тихого океана 5 подводных лодок, обогнув половину земного шара. Подводники сразу включились в боевые действия. Сушкин, к примеру, успешно применял тактику торпедного залпа сразу по двум целям. Успешно действовали и другие тихоокеанцы. В то же время то одна, то другая лодка не возвращалась из похода.

   За 9 месяцев 1943 года Северный флот совершил несколько ударов эсминцами и катерами по коммуникациям противника, постоянно дежу¬рили на позициях подводники, авиация завоевала господство в воздухе на морских коммуникациях противника, а сухопутный фронт окончательно стабилизировался. Однако после того, как весной 1943 года союзники вновь прекратили посылать конвои и грузы доставляли одиночные суда, для их обеспечения пришлось распылить силы флота. Воспользовавшись этим, германские подводники прорвались в Карское море, ставили мины и действовали торпедами. Так как организация движения судов в этом районе оставляла желать лучшего, командующий Северным флотом добился упорядо¬чения судоходства, что позволило представлять себе положение судов и организовать их защиту. В частности, посланная к мысу Желания (остров Новая Земля) подводная лодка "С-101" капитана 3-го ранга П. И. Егорова обнаружила и потопила германскую субмарину "U-639".

   Летом 1943 года Северный флот организовал переход группы речных судов из устья Печоры к устью Оби, вывод нескольких групп судов из Арктики в Белое море почти без потерь. Однако в Арктике флот не располагал достаточным числом самолетов и противолодочных кораблей. 10 ок¬тября 1943 года Головко вызвали в Ставку, чтобы обсудить предложения по выводу транспортных судов из Арктики и причины гибели судов в Карском море. Командующий объяснил те трудности, с которыми встречается флот в сохранении коммуникаций, особенно после прекращения движения союзных конвоев, и предложил оставить транспортные суда в Арктике на зимовку, выведя только ледоколы.