За несколько дней до наступления советское командование распространило дезинформацию о крупном наступлении наших войск в районе Нарвы. Были созданы ложные радиосети и проведен ряд иных мероприятий.
9 июня 1944 г. в 8 ч. 30 мин. артиллерия Ленинградского фронта совместно с береговой и корабельной артиллерией приступила, согласно плану, к разрушению оборонительных сооружений противника на Карельском перешейке. На 20-километровом участке фронта перед позициями 21-й армии плотность огня сухопутной артиллерии достигала 200–220 орудий и минометов (в среднем 120 орудий без противотанковых пушек).
От артиллерии флота огонь на разрушение вели шесть батарей Кронштадта, шесть батарей железнодорожной артиллерии, два орудия (406-мм и 356-я) НИМАПа, орудия линейного корабля и двух крейсеров. Огонь на разрушение длился 12 ч. 55 мин. (до 21 ч.). При этом артиллерия флота израсходовала 2176 снарядов.
В первый день операции разрушались долговременные оборонительные сооружения финнов на всю глубину их первой полосы обороны. Одновременно со стрельбой на разрушение береговая артиллерия (6 стационарных батарей Кронштадта и 13 батарей железнодорожной артиллерии) вела огонь на подавление активно действующих неприятельских батарей.
Позже Маннергейм напишет в своих мемуарах, что гром советских тяжелых орудий был слышен в Хельсинки на расстоянии 220–270 км.
С начала операции в ней участвовали 158 истребителей, 298 штурмовиков, 265 бомбардировщиков и 20 разведчиков 13-й воздушной армии и авиации Балтийского флота. 9 июня было проведено свыше 1100 самолето-вылетов.
10 июня в 6 ч. утра артиллерия и авиация Ленинградского фронта и Балтийского флота приступили к артиллерийской и авиационной подготовке наступления сухопутных войск. В ней участвовали 3 эсминца, 4 канонерские лодки, 21 артиллерийская батарея Кронштадтского и батареи Ижорского сектора береговой обороны, 15 артиллерийских батарей 1-й гвардейской морской железнодорожной артиллерийской бригады. Морская артиллерия вела, огонь по укреплениям финнов в районе Белоострова и его командным и наблюдательным пунктам.
За 3 ч. 15 мин. было проведено шесть огневых налетов по главной полосе обороны противника с чередованием методического огня. После окончания артиллерийской подготовки артиллерия осуществляла поддержку наступавших войск. Быстрое продвижение наших соединений чрезвычайно усложнило ведение артогня, так как приходилось непрерывно уточнять положение своих войск перед стрельбой и во время ее.
О силе артиллерийского огня и бомбовых ударов авиации 9—10 июня говорят следующие данные. Только на небольшом участке в районе Белоострова было уничтожено 130 дотов, дзотов, бронированных колпаков и других оборонительных сооружений. Почти все проволочные заграждения были снесены, противотанковые препятствия разрушены, минные поля уничтожены, траншеи вспаханы, причинен большой урон в живой силе. Как показали пленные, финны потеряли в этот день около 70 % состава частей, занявших траншеи после нашей артподготовки.
Следуя за огневым валом, советские бойцы успешно форсировали реку Сестра, прорвали первую полосу обороны финнов и начали продвижение по Выборгскому шоссе. Батареи железнодорожной артиллерии неоднократно сменяли огневые позиции для более эффективного воздействия по отступающим войскам противника. Продвижение железнодорожной артиллерии обеспечивала восстановительная железнодорожная бригада. Она быстро исправляла повреждения железнодорожного полотна и сооружений и разминировала дорогу. Части Советской армии продвигались настолько быстро, что железнодорожные батареи в первые два дня боевых действий несколько отставали. 13 июня к 23 ч. железнодорожный путь был восстановлен до станции Райвола, а 14 июня в 4 ч. железнодорожные батареи начали продвижение на Териоки. К этому времени советские войска вышли на вторую, сильно укрепленную, линию обороны противника.
Несмотря на шквал артиллерийского огня дальнобойных батарей, мощные доты-миллионеры приходилось уничтожать теми же способами, что и в 1940 г. Так, к примеру, капитан И.И. Ведмеденко приказал установить две 203-мм гаубицы Б-4 на дистанции 800 м от дота-миллионера и уничтожил его 96-ю прямыми попаданиями бетонобойных снарядов.
11 июня в наступление включилась и 23-я армия, которая наступала силами 98-го стрелкового корпуса. 11 июня в 15 часов в состав 23-й армии был передан правофланговый 97-й корпус 21-й армии. Взамен 21 — я армия получила 108-й стрелковый корпус из резерва Ленинградского фронта. К исходу дня 11 июня 97-й и 98-й стрелковые корпуса 23-й армии вели бои на рубеже Терлолово — Хирели. 21-я армия силами 30-го гвардейского корпуса овладела Хирели, Матилла и вела бой за Иколу. 109-й корпус занял Келломени, Райволу и Териоки.
10—11 июня была разгромлена 10-я финская пехотная дивизия. Ее остатки бежали на линию Ваммелсуу — Тайпале, а затем были отведены в тыл для пополнения и переформирования. 10 июня Маннергейм приказал срочно перебросить на Карельский перешеек 4-ю пехотную дивизию и 3-ю пехотную бригаду из восточной Карелии. 12 июня Маннергейм приказал отправить на Карельский перешеек 17-ю дивизию и 20-ю бригаду.
На рассвете 14 июня, после мощной артиллерийской подготовки (на полосе наступления 23-й армии — 55 минут, а 21-й армии — 90 минут), советские войска начали штурм второй линии обороны противника. Атаки на побережье Финского залива были отбиты, но у деревни Куутерселькя наши войска прорвали фронт. Ночью финны бросили в прорыв свою единственную танковую дивизию под командованием генерал-майора Лагуса. Но к утру 15 июня дивизия Лагуса была разбита и отступила на 5 км к северу.
15 июня финны оказали упорное сопротивление наступающим советским войскам в районе города Мятсякюля, где противник опирался на развитую систему инженерных сооружений, включавших бронеколпаки, доты и дзоты. Армейское командование вызвало огонь семи батарей Кронштадта и девяти батарей железнодорожной артиллерии (2 — 356-мм, 4 — 254-мм, 8 — 180-мм, 24 — 152-мм и 10 — 130-мм орудий). С 5 ч. 44 мин. до 20 ч. 56 мин. 15 июня береговые батареи провели 74 стрельбы и израсходовали 1326 снарядов. Вечером войска 21-й армии, используя успех артиллерии, штурмом овладели городом Мятсякюля.
16 июня Маннергейм отдал приказ отойти и занять оборону на линии Выборг — Купарсаари — Тайпале. Первый фланг 4-ой армейского корпуса в этот день был отброшен к водному рубежу Финский залив — озеро Куолемаярви — озеро Каукярви — озеро Пэркярви, где 4-я дивизия генерал-майора Аути, переброшенная из Восточной Карелии, удерживала советские войска на направлении главной железной дороги в ожидании того, как сложится обстановка на направлении Кивеннапа. Там, в 25 км к югу, на линии Ваммелсуу — Тайпале сражалась 3-я дивизия генерал-майора Паяри. Ей угрожала опасность окружения. 17 июня 3-ю дивизию отвели на правый фланг, тем самым опасная ситуация была ликвидирована. Спустя три дня финский IV армейский корпус занял оборону на линии Выборг — Купарсаари — Тайпале в полосе Выборг — Вуокса. III армейский корпус после сдерживающих боев занял позиции на водном рубеже Вуокса — Суванто — Тайпале, где он оборонял предмостное укрепление возле Вуосильми.
К 20 июня в полосе Выборг — Вуокса шириной примерно 40 км оборону держали три финские дивизии и две бригады, а вдвое большую полосу Вуокса — Суванто — Тайпале обороняли две финские дивизии и одна бригада. Все эти войска, за исключением переброшенной из Восточной Карелии 20-й бригады, которой была доверена оборона Выборга, принимали участие в боях по отражению наступления советских войск на Карельском перешейке. Резервы — финская бронетанковая дивизия, а также отведенная для пополнения 10-я дивизия — находились западнее Выборга, куда, как полагали финны, будет нанесен главный удар наступающими советскими войсками. Дополнительные войска усиления из Восточной Карелии Маннергейм ожидал с нетерпением. 17-я дивизия уже была в пути, а 11-я и 6-я в этот момент грузились в вагоны для переброски на 400 км.
18—19 июня с аэродромов в Эстонии в Финляндию перелетели 20 пикирующих бомбардировщиков Ju-87 и 10 истребителей FV-190.
19 июня правительство Финляндии обратилось к Гитлеру с просьбой срочно направить в Финляндию шесть германских дивизий и авиацию. Немцы морем переправили финнам 122-ю пехотную дивизию и 303-ю бригаду штурмовых орудий, которые были двинуты на Карельский перешеек. Кроме того, в Финляндию прибыл 200-й германский полк, состоявший из эстонских добровольцев. Больше немцы не хотели дать, им и самим приходилось несладко под Нарвой, как, впрочем, и на других фронтах.
На рассвете 19 июня 180-мм железнодорожные батареи № 18 и № 19 открыли огонь по городу и железнодорожной станции Выборг. А на следующий день войска 21-й армии прорвали третью линию обороны противника и овладели Выборгом. Однако двинуться на север от города советские войска не смогли из-за упорного сопротивления 10-й и 17-й финских пехотных дивизий, а также подошедших германских частей.
24 июня на фронте появилась 11-я финская дивизия, а на следующий день — 6-я.
23-я армия форсировала реку Вуокса и захватила плацдарм на ее северном берегу, но продвинуться дальше не сумела.
Несколько частей 59-й армии, переброшенные на Карельский перешеек из района Чудского озера, совместно с кораблями Балтийского флота овладели пятнадцатью островами Выборгского залива. Острова эти были невелики по размерам, но сильно укреплены. 24 июня на захваченных островах Биоркэ и Торсари было взято 8 береговых орудий калибра 254 и 152 мм (наших, захваченных в 1918 г.), а также 37 пушек калибра от 45 до 88 мм.
Стремясь помешать десантам, финны сосредоточили в Выборгском заливе значительную часть своего флота. Однако противостоять советским кораблям они не смогли. 23 финских катера и малых корабля было потоплено в конце июня — начале июля 1944 г. Особенно эффективно действовали наши морские бронекатера проекта 161 или, как их называли, шхерные мониторы.
В ходе десантной операции имел место довольно забавный эпизод. Советская разведка доложила командованию, что финны направили в Выборгский залив свой единственный сильный артиллерийский корабль броненосец «Вайнаманен». Это было вполне логично. «Вайнаманен» мог сыграть существенную роль в боях как за острова, так и на всем Карельском перешейке. Но, увы, финны буквально тряслись над этим кораблем и тщательно прятали его. С конца 1941 г. в боевых действиях он не участвовал.