Иначе складывалась обстановка на Балтике. Стремительное продвижение войск противника очень быстро нарушило систему базирования флота, резко сократив его боевые возможности. Ему пришлось действовать на нескольких разобщенных направлениях в условиях господства авиации противника и постоянно наращиваемой минной опасности. Уже в первый день атаке немецкий войск подверглась передовая военно-морская база Либава. Героическая оборона города продолжалась в течение семи дней. Во избежание захвата ремонтировавшихся в Лиепае кораблей и подводных лодок их пришлось взорвать. Последние дни гарнизон города и моряки дрались в окружении. При попытке прорыва большинство защитников города погибли. В первый же день войны отряд лёгких сил флота в составе крейсера «Максим Горький» и трёх эсминцев вышел из Усть-Двинска для прикрытия минных постановок в устье Финского залива. 23 июня отряд попал на немецкое минное заграждение. В результате подрыва погиб эсминец «Гордый». 24 июня корабли Балтийского флота выставили минное заграждение в Ирбенском проливе. 26 июня при выставлении еще одного минного заграждения наши корабли подверглись атаке немецких торпедных катеров. В результате был тяжело поврежден эсминец «Сторожевой». 29 июня началась оборона Риги. За недолгое время обороны находившиеся в Усть-Двинске боевые корабли и суда удалось вывести в Таллин, однако стремительное наступление немцев ставило их под угрозу. Военно-морская база Ханко, прикрывавшая с севера вход в Финский залив, 25 июня была атакована финскими войсками. Однако захватить ее финнам не удалось.
Уже с первых дней войны было очевидно, что она будет тяжелой, кровавой и долгой.
Как работал Кузнецов и его наркомат в начальный период войны?
По воспоминаниям наркома, с началом войны работа в управлениях наркомата и в Главном Морском штабе шла круглые сутки. Такой распорядок был установлен Сталиным для всего центрального аппарата. В любой момент мог раздаться звонок, вызывающий в Ставку или Генштаб. Была проведена оптимизация управлений и отделов наркомата и Главного Морского штаба. Одни подразделения были сокращены, другие, наоборот, расширены. Так, в сентябре 1941 года Наркоматом ВМФ было сформировано Управление гидрометеослужбы ВМФ. Ряд специалистов был призван из запаса, а также возвращен из мест заключения по запросу наркома.
Обычно начальник Главного Морского штаба адмирал Исаков, а в его отсутствие контр-адмирал Алафузов докладывали обстановку на флотах наркому два раза в сутки. В экстренных ситуациях (а они в 1941 году случались часто) доклады делались чаще. Зачастую Кузнецов сам направлялся в оперативное управление, где по карте лично следил за развитием событий.
Кузнецова привлекли и к решению военно-дипломатических задач. Вместе со Сталиным и Шапошниковым он 13 июля подписывал соглашение между правительствами СССР и Великобритании о совместных действиях против Германии, ставшее первым шагом к созданию союзнической коалиции. Тогда же в Москве была учреждена английская военно-морская миссия, а в Лондоне, соответственно, советская.
Английская военно-морская миссия под командованием контр-адмирала Джеффри Майлса прибыла в столицу СССР 25 июня 1941 года. Ее целью была организация эффективного взаимодействия между вооружёнными силами СССР и Великобритании по обеспечению проводки полярных конвоев, поддержание связи между союзниками и непосредственное командование силами британского военно-морского флота на Севере. Миссия должна была разрешать любые вопросы, возникавшие при доставке грузов, и между Н. Г. Кузнецовым и Д. Майлсом с самого начала установились доверительные отношения.
Наряду с военно-морской миссией в Москве по договоренности Кузнецова и Майлса были организованы английские миссии в северных портах СССР. В Архангельск 20 июля прибыла военно-морская миссия кэптена Р. Вайберда, немного позднее еще две военно-морские миссии — в Полярный и Мурманск. В июле в Лондон прибыла и советская военно-морская миссия, подчиненная наркому ВМФ, которую вскоре возглавил контр-адмирал Н. М. Харламов.
В сентябре 1941 года Кузнецов принял участие в Московской конференции представителей СССР, Англии и США, на которой решались вопросы о военных поставках Советскому Союзу. Выступая на ней, нарком ВМФ настаивал на скорейшей организации регулярных полярных конвоев.