Замысел советского командования по освобождению островов Моонзундского архипелага предусматривал последовательный захват островов, вначале близлежащих к материку Вормси и Моон, с последующим накоплением на них сил и нанесением удара по наиболее слабому в противодесантном отношении острову Даго, а затем – овладение наиболее сильным в противодесантном отношении островом Эзель, где находились основные силы противника.

Эта задача была гораздо труднее, чем освобождение небольших и менее укрепленных островов Вормси и Муху. Остров Хийума отделен от материка вдвое более широким проливом, чем эти острова. Остров оборонялся довольно многочисленным гарнизоном. Костяком гарнизона являлись свежие крупные соединения немецкой морской пехоты, усиленные несколькими артиллерийскими и минометными дивизионами. Кроме того, гарнизон острова был пополнен остатками нескольких дивизий, разгромленных на материковой части территории Эстонии войсками Ленинградского фронта. Остатки бежавших гитлеровских дивизий успели переправиться тогда на остров Хийума из Таллина и Хаапсалу. На острове имелось значительное количество дотов и дзотов, много глубоких траншей, мощных противодесантных рубежей, наиболее вероятные подходы к острову были минированы.

Все эти факторы, разумеется, требовали самой серьезной подготовки к операции. Советское командование обратило особое внимание своих частей на тщательную отработку всех вопросов взаимодействия между армейскими частями, кораблями флота и авиационными подразделениями.

На Балтике стояла в это время штормовая погода, южный ветер достигал до семи баллов. Пришлось отложить на сутки начало операции против предусмотренного планом срока. К назначенному времени в порту Рохукюла были сосредоточены десантные войска с артиллерией, боевая техника и средства высадки. Имелись там и торпедные, и быстроходные сторожевые катера, и тральщики-катера, и небольшие шхуны, и армейские паромы-понтоны

Однако попытки с ходу прорвать глубоко эшелонированную оборону противника 10 – 14 октября успехом не увенчалась. К исходу суток 8 ноября большая часть острова Сааремаа была очищена от врага. Гитлеровцы были оттеснены к узкому перешейку полуострова Сырве, где завязалась упорная борьба.

Придавая исключительно важное значение обороне полуострова Сырве, противник в этом районе сосредоточил свыше 100 кораблей. Противник, имея значительное количественное и качественное превосходство в кораблях, мог осуществлять не только снабжение гарнизона полуострова Сырве, но и организовать его эвакуацию, в то время как корабли Балтийского флота не могли оказывать значительной помощи сухопутным войскам из-за большой минной опасности.

Полуостров Сырве обращен на юг 20-километровой узкой лентой. Он служит естественным мостом, перекинутым через Ирбенский пролив к северному побережью Латвии. Немцы прозвали полуостров Сырве “Ирбенским щитом”. Действительно, щит давал возможность, даже не владея всем Моонзундским архипелагом и в частности островом Сааремаа, держать на замке вход в Рижский залив и обеспечивать северо-западный фланг курляндской группировки немцев. Немцы превратили полуостров в сплошной оборонительный район. Он был опоясан мощным валом долговременных укреплений, рассчитанных на длительную оборону. В глубине полуострова было создано три разветвленных и взаимосвязанных промежуточных рубежа. Каждый из этих рубежей имел широко развитую систему военно-инженерных сооружений, в которую входили минные поля, частые надолбы, противотанковые рвы, отрытые через каждые 300–400 метров, многорядные проволочные заграждения, лесные завалы и глубокие траншеи.

На Балтийском флоте было 3 авиабригады, 2 отдельных авиаполка и 7 отдельных эскадрилий. На Черноморском флоте – 2 авиабригады, 2 отдельных авиаполка, 2 авиаотряда и 13 отдельных эскадрилий. В составе Северного флота находилось 2 отдельных авиаполка и 1 эскадрилья. Боеспособность авиации ВМФ в целом была достаточно высокой: свыше 50% всех экипажей имели летный стаж более 2-х лет, около 2/3 летчиков разведывательной авиации и половина летчиков бомбардировочной авиации были подготовлены к боевым действиям ночью.

В самом начале войны советская морская авиация в основном использовалась не для борьбы с кораблями противника, а против наступающих немецких войск и наземных объектов. Основная причина была в том, что ход боевых действий на фронте в первые месяцы войны складывался крайне неудачно для Красной Армии. Это вынудило верховное командование использовать ударную и разведывательную авиацию Военно-Морского Флота, в интересах сухопутных войск, зачастую без соответствующего прикрытия. Использование морской авиации для ее действий в интересах сухопутных войск часто происходило неорганизованно, без знания расположения войск противника и своих войск, часто без должного прикрытия истребительной авиацией. Большинство решаемых задач были несвойственны морской авиации, что приводило к существенным потерям в людях и технике.

Авиация Балтийского флота во время оборонительных боев в Прибалтике, наносила удары по неприятельским аэродромам и технике, поддерживая наши сухопутные войска, штурмовала танковые и моторизованные колонны противника. В августе 1941 года именно летчики КБФ провели одну из самых известных операций в истории военно-морской авиации СССР. В ответ на бомбардировки Москвы летчики Балтийского флота провели серию внезапных налетов на столицу Германии – Берлин.

Бомбардировки Берлина осуществлялись силами военно-морской авиации Балтийского флота с аэродрома Кагул с крупнейшего острова Моонзундского архипелага Эзель, который контролировался советскими войсками, хотя и был расположен  в глубине быстро продвигающихся войск вермахта. С 7 августа по 5 сентября советская авиация сбросила на Берлин около 21 тонны бомб. Участвовала авиация Балтийского флота и в отражении сентябрьского наступления немцев на Ленинград.

В 1943 году начался процесс количественного и качественного обновления морской авиации. В короткий срок соединения фронтов были перевооружены на новые самолеты. В авиаполки поступали торпедоносцы и бомбардировщики Ил-4 и А-20Ж, а также пикирующие бомбардировщики Пе-2, новые истребители Ла-5 и Ла-7, а также Як-3, Як-7, Як-9. Значительное значение приобретала штурмовая авиация, которая вооружалась знаменитыми штурмовиками Ил-2. В результате своего перевооружения советская морская авиация смогла активизировать свои действия.
На протяжении третьего периода Великой Отечественной войны (1 января 1944 года — 9 мая 1945 года) морская авиация в составе ВМФ приняла участие в девяти стратегических наступательных операциях. К концу войны в авиации ВМФ самолетов, находившихся на вооружении с 1941 года, было всего лишь 3,3 %, а новых отечественных — 78,7 %, в то время как на начало войны около 87 % самолетов представляли собой устаревшие машины.

В третьем периоде Великой Отечественной войны 1944-1945 годах, основными целями морской авиации стали корабли и суда противника в море и портах. При этом количество самолетовылетов для осуществления ударов по ним составили 35 % от общего числа самолетовылетов против 4 % в 1941 году. Произошли изменения и в количественном соотношении между родами авиации ВМФ. К началу 1945 года морская авиация ВМФ в своем составе насчитывали 35 % ударной авиации (10 % торпедоносцев, 8 % бомбардировщиков, 17 % штурмовиков), 50 % истребителей и 15 % разведчиков. И если по сравнению с началом войны истребительная авиация свою составляющую на флотах почти сохранила, то парк разведавиации уменьшился на 10 %, а ударной авиация, наоборот, увеличился более чем на 11 %. В зависимости от места действия имелись некоторые специфические особенности в распределении родов морской авиации по флотам. Так, на Севере преобладали торпедоносцы и разведсамолеты и отсутствовали бомбардировщики, эффективность применения которых в условиях Заполярья была невысокой. На Балтийском флоте было больше штурмовиков, а в черноморской авиации — бомбардировщиков.