На северном фланге советско-германского фронта корабельная артиллерия и береговые батареи оказывали неоценимую поддержку советским войскам в отражении попыток врага прорваться к Мурманску и базе флота в Полярном. На северо-западном направлении артиллерия кораблей и береговых батарей отчаянно защищала базы флота в Либаве и Таллине. Впоследствии флотская артиллерия стала одной из важнейших составляющих частей «огневого щита» Ленинграда. На московском направлении в спешном порядке были установлены орудия, снятые с крейсера «Аврора». Орудия кораблей и бронекатеров в Волжской флотилии оказывали огневую поддержку защитникам Сталинграда. Даже орудия «скромной» береговой батареи на острове Диксон в Заполярье нанесли несколько прямых попаданий по прорвавшемуся в северные широты немецкому рейдеру «Адмирал Шеер».
Железнодорожные батареи также нашли в годы войны широкое применение, а хорошая маневренность позволила использовать их не только для обороны морских баз, но и для совместных действий с сухопутными частями, особенно на приморских направлениях. Так, морская железнодорожная артиллерия Краснознаменного Балтийского флота разрушала бастионы Кенигсберга.
Бронекатера Днепровской флотилии огнем своих пушек сопровождали наступавшие части вдоль Одер-Шпрее, дойдя до Берлина, бронекатера Дунайской флотилии участвовали в освобождении Белграда, Братиславы, Будапешта и закончили свой боевой путь в Австрии.
9 мая 1944 года был освобожден Севастополь, а 12 мая завершилась Крымская стратегическая наступательная операция. Крымский полуостров был полностью освобожден от фашистских захватчиков. Черноморский флот вернул свою главную базу. Туда сразу же поспешил нарком ВМФ Н. Г. Кузнецов. «На всю жизнь запомнил развалины города, — вспоминал флотоводец. — Каждый камень говорил об упорном сопротивлении севастопольцев в 1941–1942 годах, о вошедшей в историю героической эпопее. Еще дымились развалины последних боев, и груды трофейной техники лежали на берегу, а флотские строители уже приступили к восстановлению причалов…»
Пришло время активных действий Военно-морского флота на море. Нарком ВМФ получил разрешение Ставки вернуть на корабли всех квалифицированных специалистов, ранее направленных в сухопутные части. За два с лишним года войны изменилось оперативно-стратегическое руководство флота и флотилий, теснее стала их связь с фронтами и армиями. Нарком ВМФ Н. Г. Кузнецов получил больше самостоятельности. С 31 марта 1944 года он стал главнокомандующим Военно-морскими силами Советского Союза.
В марте 1944 года командующий Краснознаменным Балтийским флотом вице-адмирал В. Ф. Трибуц был вызван в Ставку. На этой встрече И. В. Сталин сказал адмиралу Н. Г. Кузнецову, что флотом теперь необходимо руководить из Наркомата ВМФ, ибо «пора выходить на морские просторы». К 1944–1945 годам Главный морской штаб не только следил за действиями флотов, но и разрабатывал крупные операции, согласовывал их с Генеральным штабом и с командующими фронтами на местах, полностью отвечая за их проведение.
Наш Военно-морской флот, захватив инициативу, перешел к решительным действиям. За весь период войны флот потопил 1600 кораблей и судов противника, перевез около 10 миллионов человек (войск и гражданского населения), более 94 миллионов тонн различных грузов.
Примечательно, что на завершающем этапе Великой Отечественной войны Н. Г. Кузнецов уже думал о будущем флота.
Несмотря на большую загруженность оперативной работой по руководству ВМФ, адмирал Н. Г. Кузнецов уделял большое внимание обобщению опыта боевого применения кораблей всех классов, постоянно интересовался ходом текущего и перспективного проектирования и строительства боевых кораблей.
В переломном, 1943 году Н. Г. Кузнецов утвердил двухгодичный план проектирования кораблей для флота. Разработка рядов проектов начиналась заново с учетом опыта войны, новых воззрений на роль различных классов кораблей в вооруженной борьбе на море.
Несмотря на то, что корабли отечественной постройки в целом себя оправдали и достаточно успешно решали свои задачи, военно-морской нарком настаивал на проектировании новых кораблей, в конструкции которых в максимальной степени учитывался бы опыт войны. В то же время руководство Судпрома предлагало продолжать строительство кораблей по довоенным проектам.
В октябре 1944 года адмирал Н. Г. Кузнецов выступил перед И. В. Сталиным с обстоятельным сообщением, в котором дал оценку качества кораблей отечественной постройки. Он особо остановился на недостатках и нерешенных вопросах кораблестроения: низких мореходных качествах эсминцев, сторожевых кораблей и больших охотников, недостаточной прочности корпусов эсминцев, скрытности подводных лодок, слабости зенитного вооружения кораблей всех классов. Не забывал «архангельский» нарком и о подготовке военно-морских кадров и традициях флота. В Ленинграде по его инициативе было открыто Нахимовское военно-морское училище для обучения и воспитания сыновей-сирот, чьи родители погибли во время войны. Здание училища выбирал лично главком ВМС вместе с комиссией города. Он проявил заботу и о том, чтобы на крейсере «Аврора» был создан музей истории флота.