Боевое крещение КаУРа состоялось 30 ноября 1939 г., когда подразделения укрепрайона вместе с пограничниками приняли участие в захвате финских кордонов на границе. Есть сведения о том, что 73-я и 74-я отдельные элетротехнические роты (оэтр), входившие в состав КаУРа, в тот же день нанесли «электроудар» по телефонным и телеграфным линиям финнов, подключив их к советской сети высокого напряжения. В результате была выведена из строя финская гражданская сеть связи на всем Карельском перешейке.
После изменения линии границы по мирному договору 12 марта 1940 г. КаУР, по мнению советского командования, потерял свое значение. Его доты были законсервированы, опабы свернуты в пулеметные роты, орудия и пулеметы, снятые с КаУРа, передали для вооружения Выборгского УРа, который был сооружен в 1940–1941 гг. На 14 августа 1940 г. в состав КаУРа входили: 4 и 7 опаб, саперный батальон, рота связи, 73 и 74 оэтр (отдельная элетротехническая рота – прим. ред.) и четыре конных взвода, предназначенных для патрулирования территории укрепрайона.
В декабре 1940 г. КаУР был переименован в 22-й УР.
Финские войска на Карельском перешейке начали общее наступление 31 июля 1941 г. Главный удар наносился на кексгольмском направлении. Финны планировали выйти к западному побережью Ладожского озера, расчленив 23-ю армию.
5 августа советские 198-я механизированная и 142-я стрелковая дивизии попытались нанести контрудар противнику из района Лахденпохья в западном направлении, но понесли большие потери и отошли на исходные рубежи.
6 августа финны вновь перешли в наступление. Несмотря на упорное сопротивление советских войск, финны к исходу 9 августа вышли в районы Лахденпохья, Куркиёки и Хийтола к побережью Ладожского озера. В результате правый фланг 23-й армии оказался рассеченным на три изолированные друг от друга группировки.
В начале сентября наступление войск противника на Карельском перешейке было остановлено в районе Сестрорецка – Белоострова, где противник попал под огонь крупнокалиберной артиллерии кораблей и фортов Кронштадта. За одну неделю по его позициям было выпущено 2100 тяжелых снарядов.
29 августа финны взяли Выборг и Кивеннену, 30 августа – Райволу и 31 августа – Териоки.
1 сентября Военный совет Ленинградского фронта принял решение отвести 23-ю армию на рубеж Карельского укрепрайона (№ 22), проходивший по границе 1939 г. Войска 23-й армии к исходу 1 сентября заняли оборону на рубеже Карельского укрепрайона.
С 27 июня 1941 г. началось спешное довооружение КаУРа (22-го УРа) и строительство новых укреплений.
Вопреки распространенному среди наших историков мнению, финны не остановились на старой границе, то есть на линии укреплений КаУРа. Так, отступающие части 23-й армии не смогли организовать оборону на рубеже рек Сестра и Вьюн, и передовые доты КаУРа были захвачены практически без сопротивления, тем более что вооружения они не имели, многие сооружения и вовсе были не окончены, а интервалы между отдельными дотами доходили до 6 км и более.
4 сентября части 18-й пехотной дивизии финнов переправились через реку Сестру, заняли железнодорожную станцию Белоостров и захватили артиллерийский полукапонир на берегу ручья Серебряный, в 300 м от реки Сестры. Это был один из крупнейших дотов КаУРа, вооруженный двумя пушками и двумя пулеметами, площадью около 200 кв. м. Дот был построен в 1938 г. Неофициально его называли «Миллионер», так как, по слухам, он стоил миллион рублей.
4 сентября 22-му УРу был придан 107-й отдельный танковый батальон, оснащенный танками КВ.
В сентябре – ноябре 1941 г. советские войска несколько раз безуспешно пытались отбить дот «Миллионер». В целом же линия фронта стабилизировалась по линии дотов КаУРа (22-го УРа). Таким образом, именно 22-й УР остановил финнов, а не приказ Маннергейма не штурмовать город, где финский фюрер провел свою молодость.
Любопытно, что в начале ноября командование Ленинградского фронта разрешило использовать девушек в гарнизонах дотов, находящихся вне непосредственного соприкосновения с противником (таких было большинство). В результате образовались чисто женские гарнизоны, например в 4-й роте 154 опаб гарнизон 2-амбразурного дота «Воля» состоял из 11 девушек, 2-амбразурного дота № 75 «Балхаш» – из 8.
Осенью 1941 г. завершилось формирование дополнительных опаб, начатое еще в августе. Теперь на каждый БРО приходилось по одному батальону. Всего опаб в КаУРе было одиннадцать: 1-й, 4-й, 63-й, 106-й, 112-й, 113-й, 126-й, 154-й (с 3 января 1943 г. носил номер 522), 193-й, 246-й и 293-й.
В конце ноября боевые порядки войск на левом фланге КаУРа были уплотнены: Сестрорецкий и Белоостровский БРО заняла 20-я стрелковая дивизия НКВД, в августе 1942 г. переименованная в 92-ю стрелковую дивизию и простоявшая здесь до июня 1944 г.