战役第一阶段(9月14~27日),波罗的海沿岸第3、2、1方面军进行了里加战役(1944),并在战役过程中进抵距里加25~60公里处构筑的敌军“锡古尔达”坚固防御地区。由于法西斯德军在该防御地区进行激烈抵抗,最高统帅部大本营为尽快切断敌军波罗的海沿岸集团与东普鲁士的联系,于9月24日决定将波罗的海沿岸第1方面军的力量从里加方向转移到梅梅尔方向,该方面军应会同白俄罗斯第3方面军一部兵力,在此方向实施进攻战役。列宁格勒方面军与红旗波罗的海舰队协同,于17~26日进行了塔林战役(1944),此役重创敌“纳尔瓦”战役集群,解放了塔林和爱沙尼亚整个陆地部分。该方面军于27日日终前进抵滨海地带,而以左翼进抵敌在拉脱维亚境内的“锡古尔达”防御地区。爱沙尼亚滨海地带的解放,大大改善了红旗波罗的海舰队在波罗的海的活动条件,为完全解放爱沙尼亚创造了前提。
战役第二阶段(9月28日至11月24日),波罗的海沿岸第1方面军、白俄罗斯第3方面军第39集团军向梅梅尔方向展开进攻,波罗的海沿岸第3、2方面军则继续进行里加战役;列宁格勒方面军和红旗波罗的海舰队进行了蒙群岛登陆战役(1944)。
在列宁格勒方面军左翼当面行动的法西斯德军于9月24日前将主力向里加撤退,而以一部兵力在蒙群岛固守。敌人在里加方向建立了强大的集团,依靠从爱沙尼亚退却的兵力对它进行了补充。该集团编成内有33个师,内4个坦克师。在梅梅尔方向(由奥采至涅曼河)行动的有敌7~8个师,内4个坦克师。
根据当时形成的情况,苏军在梅梅尔方向实施了猛烈的正面突击,该处敌军集团及其防御都比里加地域薄弱。苏军面临的任务是切断法西斯德军“北方”集团军群与东普鲁士的联系。
为了实施梅梅尔战役(1944),波罗的海沿岸第1方面军不为敌所觉察地将其全部军队调到了希奥利艾地域,并于10月5日向梅梅尔(克莱佩达)方向实施了突击。突击第4集团军对利巴瓦(利耶帕亚)方面实施积极行动,第39集团军和白俄罗斯第3方面军由罗谢内(拉塞尼艾)地域向陶拉格方向实施突击,分别从北面和南面保障梅梅尔方向的进攻。
由于列宁格勒方面军和红旗波罗的海舰队早在9月27日就开始了蒙群岛登陆战役,也由于波罗的海沿岸第3、2方面军在里加地域积极行动,敌人未能从“锡古尔达”防御地区调庞大兵力来抗击苏军在梅梅尔方向的进攻。梅梅尔战役的结果,苏军前出至波罗的海沿岸,楔入东普鲁士领土,并切断了整个“北方”集团军群与东普鲁士的联系。
正当波罗的海沿岸第1方面军在梅梅尔方向展开进攻时,波罗的海沿岸第3、2方面军从10月6日起对怕丢掉退向东普鲁士之路而开始从里加地段向库尔兰半岛仓卒退却的敌人转入追击。13日,苏军解放里加。16日,波罗的海沿岸第3方面军撤销,其所属军队分别编入波罗的海沿岸第一方面军(第61集团军)、波罗的海沿岸第2方面军(突击第1集团军、空军第14集团军)和列宁格勒方面军(第67集团军),部分编入大本营预备队(第54集团军)。到22日前,波罗的海沿岸第2方面军以其右翼进抵敌人图库姆斯防御地区,结束了里加战役。“北方”集团军群被从陆上封锁于库尔兰半岛。波罗的海沿岸第2、1方面军负责消灭被封锁集团。
列宁格勒方面军利用波罗的海沿岸各方面军在里加方向和梅梅尔方向的进攻,会同红旗波罗的海舰队,从9月27日至11月24日通过蒙群岛登陆战役(1944)解放了蒙群岛。由于这一战果,也由于苏军前出至利巴瓦以南的波罗的海沿岸,红旗波罗的海舰队舰艇在沟通库尔兰集团和德国联系的敌交通线上行动的条件改善了。