Замысел немецкого командования заключался в уничтожении советских войск в Прибалтике и захвате портов на Балтийском море. На 230-км участке фронта от Мемеля (Клайпеда) до Голдапа немецкое командование в соответствии с планом «Барбаросса» развернуло группу армий «Север» [16-я и 18-я армии, 4-я танковая группа (ТГр); генерал-фельдмаршал В. Лееб]. Её действия поддерживал 1-й воздушный флот. Южнее, от Голдапа до Сувалок, на 70-км фронте сосредоточились 3-я танковая группа и часть сил 9-й армии, входивших в группу армий «Центр» и предназначавшихся для прорыва на стыке Северо-Западного и Западного фронтов. Для наступления в Прибалтике противник привлёк 41 дивизию (в т. ч. 7 танковых и 7 моторизованных) - 655 тыс. человек, 7673 орудий и миномёта, 1389 танков и 1070 самолетов. Оперативное построение группы армий, 18-й армии и танковых групп было одноэшелонным, 16-я армия - в 2 эшелона. Средняя оперативная плотность составляла 7-8 км на дивизию. Это позволяло противнику нанести мощный первоначальный удар и достичь значительного превосходства в силах и средствах над советскими войсками в первые дни войны.

Созданный на базе Прибалтийского Особого военного округа Северо-Западный фронт [25 дивизий (в т. ч. 4 танковые и 2 моторизованные), 1 стрелковой бригада, 3 воздушно-десантных и 2 артиллерийских бригады, 6 укрепленных районов (УРов), 5 авиационных дивизий, 3 бригады ПВО - всего 379,5 тыс. человек, 4938 исправных орудий и миномётов, 1274 исправных танка, 1078 исправных боевых самолетов; генерал-полковник Ф.И. Кузнецов, с 4 июля генерал-майор П.П. Собенников] занимал оборону в 300-км полосе от Мемеля до южной границы Литвы. В 1-м эшелоне фронта находились 8-я армия (генерал-майор П.П. Собенников, с 30 июня генерал-лейтенант Ф.С. Иванов) и 11-я армия (генерал-лейтенант В.И. Морозов), во 2-м - 27-я армия (генерал-майор Н.Э. Берзарин), 3-й и 12-й механизированные корпуса. Границу охраняли 6 пограничных отрядов и 3 полка НКВД. 3 стрелковые дивизии выделялись для совместной с силами военно-морских баз и кораблями Балтийского флота (вице-адмирал В.Ф. Трибуц) обороны 420-км полосы морского побережья. Средняя оперативная плотность советских войск составляла 12 км, а непосредственно на границе - свыше 40 км на дивизию. К началу войны лишь 3 стрелковые дивизии были приведены под видом учений в полную боевую готовность и заняли оборонительные полосы в соответствии с планом прикрытия.

Начало сражений:

22 июня войска противника внезапными ударами прорвали советскую оборону, рассекли боевые порядки 8-й и 11-й армий и к исходу дня 3-я и 4-я танковые группы углубились на 60 км. В этот день после танковых боев был оставлен Алитус. Неся большие потери, 8-я и 11-я армии отступили по расходящимся направлениям на Ригу и Вильнюс. Контрудар двух механизированных корпусов 23–24 июня оказался безрезультатным.

23 июня захвачен Расейняй.

25 июня Ставка Главного Командования потребовала организовать оборону по р. Западная Двина силами второго эшелона фронта - 27-й армии и 21-го механизированного корпуса (резерв Ставки) и отходящими войсками. Однако противник упредил их и крупными силами 26 июня форсировал реку в районе Даугавпилса. В этот же день захвачен Шяуляй.

27 июня захвачены советская военно-морская база в Либаве (Лиепае) и Вентспилс. Ослабленные и плохо управляемые войска 8-й армии отошли к Риге, 1 июля им пришлось оставить город. 11-я армия отступила к Себежу и Невелю.

Ставка Главного Командования 29 июня приказала войскам фронта занять оборонительный рубеж на р. Великая. После оборонительных боёв оставлен город Елгава.

Генерал-полковник Ф.И. Кузнецов 30 июня начал отвод войск, оборонявших правый берег Западной Двины, в Псковский, Островский и Себежский укреплённые районы.

Но противник 2 июля нанёс удар соединениями 4-й танковой группы в стык 8-й и 27-й армий и, опередив отходящие советские войска, занял Краславу (5 июля), Остров (6 июля), Опочку (8 июля) и Псков (9 июля), создав угрозу прорыва танковых соединений группы армий «Север» к Ленинграду.

Итоги:

В результате оборонительной операции войска Северо-Западного фронта потерпели поражение, отступили на глубину до 450 км, понесли большие потери в живой силе и технике.

Немецкие войска оккупировали почти всю Прибалтику.