18 декабря, в 13 часов 54 минуты, линкор «Октябрьская революция» с дистанции 120 кабельтовых начал обстрел батареи — она на этот раз открыла ответный огонь. За время стрельбы линкор выпустил 209 снарядов, противник ответил 25–30 залпами. Авиационная группа в составе 22 бомбардировщиков и 44 истребителей совершила 13 атак на батарею, сбросив 14 250–килограммовых бомб, 60 100–килограммовых и большое количество мелких бомб. В результате, как доносили наши моряки и летчики, батарея понесла большие потери, два ее орудия были выведены из строя. На следующий день обстрел продолжался под руководством заместителя наркома ВМФ флагмана 2–го ранга И. С. Исакова с линкора «Марат», лидера «Ленинград», 5 эсминцев, 3 сторожевых кораблей. Линкор выпустил 136 снарядов главного калибра, противник ответил 27 залпами сначала из одного, затем из двух орудий, но попаданий в корабли вновь не было. Авиация Балтийского флота (35 бомбардировщиков и 52 истребителя) сбросила за день 28 250–килограммовых и 500–килограммовых, а также 220 100–килограммовых бомб и, большое количество мелких фугасов.
В действительности, несмотря на оптимистические доклады советских командиров, ни одно орудие батареи в Саренпяя так и не было выведено из строя. Не помогло и использование самолета — корректировщика. Выяснилось, что даже взрыв 500–килограммовой бомбы в 20 метрах от орудия не наносил ему повреждений.
Но 20 декабря авиация Балтфлота все же достигла успеха, но не в бою с береговыми батареями. Бомбардировщики в порту Турку потопили транспорт «Лео».
21 декабря на боевую позицию в проливе Южный Кваркен вышла подводная лодка «С-1». 24 декабря она была замечена канонерской лодкой противника, попытавшейся ее таранить. Благодаря быстрым и слаженным действиям команды лодка смогла быстро уйти на глубину. «С-1» находилась на позиции три недели, не обнаружив неприятеля, за исключением двух самолетов, которые 19 января пролетали над нею. По ним был открыт огонь из обоих орудий — один из самолетов был поврежден. При возвращении «С-1» пришлось пробиваться через льды — был поврежден легкий корпус лодки и сорвана обшивка и козырек рубки. Вскоре после возвращения «С-1» была награждена орденом Красного Знамени, а ее командир капитан А. В. Три- польский удостоен звания Героя Советского Союза.
В период с 30 декабря 1939–го по 3 января 1940 года был совершен последний выход сил эскадры в Финском заливе для обстрела батарей у Саренпяя и на Тиурин — саари. На этот раз в море вышли линкор «Октябрьская революция», оба лидера, эсминцы «Ленин», «Артем» и «Володарский», а также два сторожевых корабля и тральщики. Корабли вынуждены были прибегнуть к помощи ледоколов. Из‑за плохой видимости обстрел был отменен. 2 января Военный совет флота приказал линкору возвратиться в Кронштадт, а легким силам следовать в Таллинн и Лиепаю.
30 декабря согласно директиве наркома ВМФ Военный совет Балтийского флота приступил к созданию зимней обороны в восточной части Финского залива от Кронштадта до острова Гогланд. Коменданту зимней обороны были подчинены укрепленные районы, а также особая стрелковая бригада, три батальона учебного отряда флота, местный стрелковый полк и береговой отряд сопровождения, окончательно сформированный 10 января 1940 года. Главной задачей зимней обороны было отражение внезапных налетов противника со стороны Карельского перешейка и пролива Бьорке — зунд, а также охрана захваченных островов.
28 декабря на позицию в районе Васы вышла подводная лодка «Щ-311». Уже в ночь на' 29 декабря она обнаружила германский транспорт «Зигфрид», шедший к берегам Финляндии. Лодка открыла с дистанции 10 кабельтовых артиллерийский огонь, но благодаря слабости вооружения лодки (две 45–мм пушки, в отличие от лодок серии «С», имевших 100–мм орудия) транспорту удалось уйти. Через четыре часа «ИЦ-311» обнаружила и потопила финский транспорт «Вильпас».
5 января лодка обнаружила шведский транспорт «Фенрис». После предупредительного выстрела транспорт продолжал движение. После следующих выстрелов он остановился, но при приближении «Щ-311» внезапно дал полный ход, после чего по нему вновь был открыт огонь — «Фенрис» затонул. 10 января лодка возвратилась на базу. Так же, как и «С-1», «Щ-311» была награждена орденом Красного Знамени, а ее командир капитан — лейтенант Ф. Г. Вершинин удостоен звания Героя Советского Союза.
