Ленинградский фронт под командованием Говорова, действовавший в районе Нарвы, получил подкрепления с финского фронта и, прорвав 15 сентября немецкую оборону, стал продвигаться своим северным крылом вдоль Финского залива. 21 сентября русские взяли Таллин, а два дня спустя – Палдиски. Тем самым пали последние немецкие военно-морские базы на побережье Финского залива. Русский Балтийский флот, уничтожив минные заграждения, перенес свои действия на просторы Балтики. Другая часть сил Ленинградского фронта повернула на юго-запад и 24 сентября вышла к Пярну на восточном побережье Рижского залива. Погрузка немецких войск на суда осуществлялась здесь под интенсивными ударами русской авиации, в результате которых было уничтожено несколько транспортов. Между ударными группировками, продвигавшимися на Палдиски и Пярну, действовала еще одна в направлении на Хаапсалу. Эта группировка после захвата Хаапсалу приступила к овладению островами Хиума (Даго), Муху (Моон) и Сааремаа (Эзель), которые через несколько дней оказались в руках русских. Лишь на полуострове Сырве на южной оконечности острова Сааремаа (Эзель) немецкие войска упорно оборонялись до 23 ноября.
Южное крыло войск Говорова вышло 24 сентября к Валмиере и установило здесь связь с 3-м Прибалтийским фронтом Масленникова, который вместе с обоими другими Прибалтийскими фронтами, действовавшими южнее, перешел 15 сентября в наступление на Ригу. Войска 3-го Прибалтийского фронта, продвигаясь южнее Тарту вдоль железной дороги Псков – Рига, отбросили оборонявшуюся здесь 18-ю армию через Валгу на юго-запад, 2-й и 1-й Прибалтийские фронты наступали на Ригу по обе стороны Западной Двины, причем 1-й Прибалтийский фронт одновременно должен был ликвидировать выступавший до Бауски немецкий плацдарм южнее Риги и прорвать примыкавшие к нему позиции войск 3-й танковой армии с целью вновь перерезать восстановленную в августе связь по суше с Восточной Пруссией. 16-й немецкой армии удалось задержать наступление до тех пор, пока основные силы 18-й армии не были отведены через Ригу на юго-запад. Узкий коридор у Тукума также сохранился в руках немцев. Русские не располагали здесь достаточными силами, чтобы завершить окружение группы армий «Север» в районе Риги. Столь же безуспешными оказались и их попытки атаковать Ригу с севера и востока, предпринятые в конце сентября при поддержке проникших в Рижский залив кораблей Балтийского флота.
В начале октября русские перешли в новое наступление на Ригу, одновременно пытаясь осуществить прорыв к побережью Балтийского моря. Нанесенный на широком фронте удар с участием войск действовавшего южнее 3-го Белорусского фронта увенчался успехом. 10 октября левый фланг армии, наступавшей на фронте от Таураге до Клайпеды (Мемеля), вышел к границе Восточной Пруссии. Северней Клайпеды русские достигли небольшого порта на Балтийском побережье – Паланги. В результате группа армий «Север» оказалась окончательно отрезанной. Другой удар русских, нанесенный из района Елгавы на Кулдигу, был отражен в самом начале. Рига после ожесточенных уличных боев примерно к середине месяца оказалась в руках русских.
Гитлер снова был засыпан со всех сторон просьбами дать группе армий «Север» приказ пробиваться в Восточную Пруссию. После предпринятой Гудерианом 9 октября безуспешной попытки склонить Гитлера к такому шагу в ставку прибыл начальник штаба группы армий «Север» с аналогичной просьбой, но и он не смог добиться принятия назревшего решения. Гитлер заявил, что он рассчитывает на скорое изменение обстановки, после чего курляндская группировка будет необходима ему для нанесения русским удара во фланг. В результате группа армий осталась на большом плацдарме, куда она была оттеснена русскими. Справа этот плацдарм примыкал к Балтийскому морю примерно в 30 км южнее Лиепаи (Либавы), слева – к Рижскому заливу севернее Тукума, выступая в центре до района восточнее Мажейкяя. Двадцать шесть испытанных в боях на Востоке дивизий, в том числе две танковые дивизии, и крупные силы артиллерии оставались в этом районе, который они удерживали с неиссякаемой энергией до самого конца. Лишь 10 из них были вывезены по морю в первые месяцы 1945 г. для обороны рейха. Несмотря на все поступавшие и постоянно повторявшиеся контрпредложения, Гитлер настоял на своем, рассчитывая, что подобным образом удастся сковать больше русских сил.