Близкий успех армии Юденича усилил позиции сторонников активной поддержки Белого движения в английском правительстве. 17 октября Черчилль во время встречи с Гучковым просил поздравить Юденича с «заметными успехами в начавшемся наступлении». В отправленной в Ревель телеграмме говорилось об очередной партии военного снаряжения для Северо-Западного фронта: танки, винтовки и снаряжение на 20 000 человек, 20 тяжёлых артиллерийских орудий и 60 000 снарядов к ним, 16 гаубиц. Большая часть этого снаряжения должна была быть доставлена на пароходе «Кассель». На нём же предполагалось прибытие 400 русских офицеров, бывших военнопленных, из Ньюмаркетского лагеря. Отправленному к Юденичу представителю английской военной миссии генералу Р. Хэйкингу Черчилль передал «набросок инструкций». В случае взятия Петрограда Юденичу следовало «обставлять свои действия с возможно большей видимостью опоры на конституционные начала».
Но Северо-Западное Правительство и не собиралось вести «реакционную политику». Очень медленно, но всё же восстанавливалась местная власть, опиравшаяся на структуры земского и городского самоуправления. В декларации Северо-Западного Правительства предполагалось проведение радикальных преобразований. В частности, в законопроекте министра земледелия, социал-демократа меньшевика П. А. Богданова, было провозглашено «сохранение земельных отношений, которые имели место к приходу белых войск», то есть фактически защищались земельные «захваты» крестьян 1917-го и последующих лет. После занятия Петрограда было решено созвать даже некое подобие парламента - Учредительное Собрание Северо-Западной области, призванное решить вопрос о «конструкции власти на освобождённой от большевиков территории Петроградской, Псковской и Новгородской губерний».
Но для реализации всех этих проектов требовалось главное - взятие Петрограда. Несколько дней продолжались упорные бои за удержание Пулковских высот. Белые полки ожесточённо рвались вперёд, сходились в штыки с подошедшими красными подкреплениями, частями красных курсантов, латышских стрелков и моряков с кораблей Балтийского флота. Красные линкоры, поддерживавшие огнём обороняющихся, вскоре прекратили стрельбу: невозможно было различить своих и чужих. И становилось очевидным - темп наступления потерян, силы на исходе, шансы на победу уменьшаются с каждым днём, с каждым часом непрерывной, тяжёлой борьбы. Большевики смогли сосредоточить против Северо-Западной Армии до 50 000 свежих войск, переброшенных с других участков фронта. Предреввоенсовета Л. Д. Троцкий взял оборону Петрограда под личный контроль. Под Ижорой отбивал атаки тяжёлый бронепоезд «Ленин», прекрасно оснащённый, закованный в прочную стальную броню, вооружённый дальнобойной артиллерией. Его поддерживали бронепоезда «Троцкий» и «Черномор». Белые же бронепоезда так и не смогли подойти к фронту, остановившись у взорванного моста под Ямбургом. Английские и французские танки хорошо помогали при наступлении, но часто выходили из строя. Фактически единственным «бронесредством» Северо-Западной Армии были многократно чиненные, но героически державшиеся на линии огня бронеавтомобили «Россия» и «Гроза» (последний был отбит у красных весной 1919 года).
Получив свежие подкрепления, Красная Армия подготовилась к контрудару. План Троцкого, возглавившего оборону города, сводился к созданию «мешка», во многом сходного с тем, который пыталось руководство красного Южного фронта создать для Добровольческой Армии под Орлом. Планировалось нанести два удара по сходящимся направлениям: со стороны Петрограда - Тосно и Луги. Ударные группировки красных, соединившись в Ямбурге, должны были полностью окружить Северо-Западную Армию.
21-23 октября под Пулковом продолжались беспрерывные бои. Решалась судьба Петрограда. Неожиданный прорыв красными позиций Вятского полка заставил белых немного сдать назад. В этой ситуации нужен был ещё один, быть может, последний рывок. Юденич почти полностью обнажил фланги, были сняты части 4-й дивизии от Луги и подтянуты резервы от Ямбурга. Собрав все силы в ударную группу под началом молодого командира Талабцев полковника Пермикина, командование Армии попыталось восстановить утраченное положение. 27-30 октября бои возобновились с новой силой. Пермикин и Родзянко лично водили в атаки поредевшие батальоны. Поддержал их и русско-английский танковый отряд полковника Карсона. 25 октября части 5-й (Ливенской) дивизии контратаковали красных матросов под Русским Копорским. Фланговый контрудар от Гатчины на Ропшу удался, и Пермикин телеграфировал, что «дорога на Петроград открыта». Но достигнутый успех, увы, уже не мог переломить ход всей операции. Армия выдыхалась, её дух падал.
В этот момент красные подкрепления ударили по обнажившемуся правому флангу Северо-Западной Армии. 1 ноября большевики вышли к Луге. Её комендант, полковник Григорьев, имея в распоряжении лишь тыловые команды запасных, не мог остановить натиск красных полков, и Луга была сдана. Железная дорога Псков - Петроград снова оказалась под контролем большевиков.