По возвращении «К-2» на базу в честь одержанной победы был произведен холостой выстрел. Командующий флотом вице-адмирал А. Г. Головко, встречавший подводную лодку, разрешил отмечать салютом из пушки каждую победу возвратившихся из похода кораблей. Позднее стало традицией подносить победителям и жареного поросенка за каждый потопленный вражеский корабль…
3 декабря 1941 года подводная лодка «К-3» атаковала уже вражеский конвой. Эскортные корабли стали забрасывать советскую субмарину глубинными бомбами. По совету капитана 2-го ранга М. И. Гаджиева, участвовавшего в походе, «К-3» всплыла и вступила в артиллерийский бой. В этом сражении она уничтожила сторожевой катер, а другой катер обратился в бегство. Этот бой советской лодки с противолодочными кораблями противника стал первым в Арктике.
В 1942 году подводники Северного флота потопили 46 транспортов и пять боевых кораблей противника. Звания гвардейских были удостоены подводные лодки «Д-3», «М-171», «М-174» и «К-22». Орденами Красного Знамени наградили «Д-3», «М-172», «Щ-421» и «К-21». Высокое звание Героя Советского Союза было присвоено капитану 1-го ранга И. А. Колышкину, капитану 2-го ранга М. И. Гаджиеву, капитану 2-го ранга Н. А. Лунину, капитану 3-го ранга В. Г. Старикову и капитан-лейтенанту И. И. Фисановичу.
Незаменимую роль в годы войны играла авиация флота. Она вела воздушную разведку, наносила удары по базам, конвоям и одиночным судам противника.
Для бомбовых ударов в 1941 году применялись самолеты СБ и ММБР-2, а в 1942 году — Пе-2 и Ил-4. Они совершали налеты главным образом на порты Киркенес и Петсамо.
На судах первых союзных караванов прибыли английские истребители «харрикейн». Уже 12 сентября 1941 года 15 самолетов этого типа вылетели из Архангельска в Мурманск через аэродром Африканда. Затем в Советский Союз стали поступать американские истребители «киттихок», «томахок» и «аэрокобра». Почти половина прибывших истребителей была оставлена на Севере — в авиации Карельского фронта и Северного флота, где к концу года они составили соответственно 65 и 50 процентов истребительного парка соединений. В 1944 году нарком ВМФ Н. Г. Кузнецов поставил перед Ставкой вопрос об обеспечении Северного флота современными гидросамолетами типа «Каталина», которые были оснащены радиолокационными приборами и благодаря этому являлись лучшими самолетами противолодочной обороны.
Авиации Северного флота, которая в начале войны была сравнительно малочисленной, предстояло прикрывать места базирования флота с воздуха, содействовать приморскому флангу войск Карельского фронта и вести борьбу на морских коммуникациях. А на третий день войны в боевых донесениях с Севера появилось имя Бориса Феоктистовича Сафонова. Он первым на Северном флоте открыл счет сбитым вражеским самолетам.
Морские летчики быстро освоили иностранную технику и успешно отражали налеты авиации противника. 15 сентября девять истребителей 72-го авиаполка под командованием капитана Б. Ф. Сафонова провели два знаменитых боя, рассеяв в первом из них 52, а во втором — 39 самолетов противника. Фашисты потеряли десять самолетов, три из которых сбил Б. Ф. Сафонов. 16 сентября 72-й авиаполк за образцовое выполнение задания командования был награжден орденом Красного Знамени, а капитану Б. Ф. Сафонову было присвоено звание Героя Советского Союза. В 1942 году, когда авиация Северного флота встречала очередной союзный конвой, на расстоянии немногим более 60 миль от входа в Кольский залив на суда напали фашистские самолеты. Сафонов с группой своего полка, осуществлявшей прикрытие, в воздушном бою сбил три Ю-88. Затем летчик передал по рации, что у него отказал мотор. Его «киттихок» упал недалеко от эскадренного миноносца «Куйбышев» и сразу затонул. Так погиб один из самых выдающихся морских летчиков Северного флота. Полк, которым он командовал, стал гвардейским, краснознаменным и носил имя Сафонова. А Б. Ф. Сафонов стал дважды Героем Советского Союза.
В 1942 году военно-морские силы флота начали получать торпедоносцы. Однако первое время они использовались неэффективно — сказывалась недостаточная боевая подготовка экипажей. Но уже летом этого года торпедоносная авиация взяла на вооружение метод «свободной охоты». 29 июля 1942 года новый метод принес первый успех. Два торпедоносца, ведомые капитаном И. Я. Гарбузом, напали на вражеский конвой. В результате молниеносной атаки был уничтожен крупный транспорт.
Только за первый год войны советские морские летчики уничтожили 325 самолетов, а к августу 1944 года ими было потоплено 228 кораблей и сбито 947 фашистских самолетов.