С. Ф. Жаворонковым предложили Сталину бомбить Берлин силами Военно-морской авиации Балтийского флота с аэродрома Кагул на острове Эзель – самой западной на тот момент точки суши, контролировавшейся советскими войсками. Операция была поручена 1-му минно-торпедному авиационному полку 8-й авиабригады ВВС Балтфлота, который в начале августа был перебазирован на Моонзундский архипелаг. В период с 7 августа по 5 сентября советские бомбардировщики ДБ-3, ДБ-ЗФ (Ил-4), ТБ-7 и Ер-2 ВВС Балтийского флота и ВВС РККА совершили 10 групповых налётов на Берлин и запасные цели. Всего было сброшено 311 бомб общим весом 36 050 кг, в том числе на Берлин – 21 тонна. Потери советской авиации составили 17 самолётов.
С конца июля немецкая авиация начала минирование рейдов и фарватеров Моонзунда и стала наносить систематические удары по островам. Только эсминец «Стерегущий» с 12 по 31 июля отразил 54 атаки самолетов, во время которых на него было сброшено 130 бомб. 1 и 2 августа немцы сбросили с самолетов мины в проливе Хари-Курк, на рейде Рохукюля, в проливе Вире-Курк и на рейде Триги, где четыре мины упали между стоявшими там кораблями.
Было решено поставить несколько минных заграждений на сообщениях противника вдоль южного берега Ирбенского пролива, прижимаясь к которому немцы могли организовать плавание своих кораблей. Однако не было организовано воздушной разведки. Корабли не имели плана действий на случай встречи с противником, что и сыграло свою роль при встрече с германскими эсминцами. Эсминцу «Сильный» пришлось сбрасывать мины во время боя под артиллерийским огнем противника. Эсминец «Сердитый» мог бы связать боем противника и дать возможность «Сильному» освободиться от мин, не участвуя в бою, но не сделал этого. В результате немецкие корабли без потерь прибыли в Ригу. Четыре советских эсминца, имея подавляющее превосходство в артиллерии (8 130-мм и 6 102-мм орудий против 7 105-мм) и в скорости, не смогли не только уничтожить, но даже повредить или заставить свернуть с курса три немецких.
В конце августа флот ушел из Моонзунда. Противник уже захватил оба берега Рижского залива и подошел к Таллину, что сделало морскую оборону Рижского залива невозможной. Он так и не смог помешать проходу неприятельских конвоев в Ригу. Советский флот потерял в Рижском заливе три новейших, только накануне войны вступивших в строй эсминца («Смелый», «Сердитый», «Статный») и несколько малых кораблей. Другие корабли получили тяжелые повреждения, в том числе эсминец «Сторожевой». После ухода флота из Таллина в Кронштадт 27–29 августа снабжение авиагруппы стало невозможным и налёты на Берлин пришлось прекратить.
На Моонзундском архипелаге к моменту начала боев находились: 3-я отдельная стрелковая бригада 8-й армии Северо-Западного фронта (около 6500 человек); батальон моряков, 2 батальона 249-го стрелкового полка 16-й стрелковой дивизии, эстонский стрелковый батальон, 4 отдельные роты, подразделения погранотряда; 4 инженерно-строительных батальона.
Имелось 142 орудия полевой и зенитной