В августе к обороне главной базы КБФ Таллина привлекли 44-ю эскадрилью. Она воевала там, пока немцы вплотную не подошли к городу. 26 августа самолетам эскадрильи пришлось перелететь в Ленинград.
Для обороны островов Моонзундского архипелага была сформирована специальная авиагруппа, оперативно подчиненная коменданту береговой обороны Балтийского района. В ее состав входили МБР-2 из 15-й эскадрильи, базировавшиеся на аэродроме Кихелькона (о. Эзель), а затем и летающие лодки 81-й эскадрильи, переброшенной с о. Ханко. МБР-2 Моонзундской авиагруппы применялись не только в качестве бомбардировщиков, разведчиков и противолодочных самолетов, но и как импровизированные минные тральщики. Стремясь нарушить советские коммуникации, немцы практически ежедневно ставили с воздуха неконтактные мины в Моонзундском проливе. Из-за отсутствия электромагнитных тральщиков их роль пришлось взять на себя «ам- барчикам». Используя данные береговых постов, летающие лодки бомбили места падения мин, стремясь вывести из строя их взрыватели или вызвать детонацию. 14 сентября немцы начали высадку на о. Муху, который был связан с о. Эзель дамбой, и уже 18 сентября аэродром Кихелькона оказался под обстрелом. Оставшимся в строю самолетам пришлось перелететь в Ленинград.
На о. Ханко оставалось звено МБР-2. Эти три машины использовались при обороне острова как бомбардировщики, срывая попытки финнов высадиться. Последний МБР-2 перелетел с Ханко в Ленинград 29 октября.
В качестве противолодочных самолетов МБР-2 на Балтике сопровождали конвои на коммуникациях Ханко-Таллин, Моонзунд-Таллин, Таллин-Ленинград, обеспечивали развертывание подлодок на позиции в Балтийском море. Например, 6 июля подводная лодка М-102 в охранении двух торпедных катеров южнее о. Осмусаар была атакована субмариной противника. Уклонившись от торпед, командир М-102 вызвал авиацию. Звено МБР-2 пробомбило место вероятного нахождения противника, затем начало охранять маленький конвой.
Вели экипажи «амбарчиков» и свободный поиск субмарин противника, действуя в 50-70 милях от наших баз и на выходах из финских шхер. В качестве средств поражения применялись, в основном, обычные фугаски ФАБ-50 и ФАБ-100, либо специальные ПЛАБ-100. 22 раза авиаторам удавалось обнаружить лодки. Из них 3 – в надводном положении, остальные – на перископной глубине. Из всех атак МБР-2 подводных лодок на Балтике успешной можно признать только одну. 9 июля пара летающих лодок из 81-й ОМРАЭ обнаружила вражескую субмарину западнее о. Бенгтшер (13 миль юго-западнее Ханко). Атака с высоты 300 м оказалась для подводников совершенно неожиданной. Самолеты сбросили по четыре ФАБ-50, и несколько из них разорвалось вблизи борта лодки. Субмарина находилась на поверхности еще полторы минуты, но бомб для повторной атаки не осталось. Барражируя в течение получаса над местом погружения, экипажи МБР-2 наблюдали постепенно увеличивавшееся масляное пятно. Вероятно, повреждения получила U-149.
Подводя итоги применения МБР-2 на Балтике в 1941 г., надо отметить, что к началу сентября авиация КБФ потеряла около двух третей самолетов этого типа – в боевом составе осталось всего 56 машин. К концу года только 15-й МРАП лишился 40 экипажей и 75 МБР-2 (в основном, в воздушных боях). Полное несоответствие МБР- 2 требованиям, предъявляемым к морскому разведчику, привело к тому, что его карьера в этом качестве закончилась в первые же месяцы войны. Но как ночной бомбардировщик летающая лодка имела куда больший успех.
С началом войны аэродромы противника стали предметом особого внимания балтийских морских летчиков. Для работы по ним, особенно в 1941-42 гг., привлекались все роды флотской авиации. Первый налет «амбарчиков» состоялся в ночь на 24 июля 1941 г. по аэродрому Выскотка. В дальнейшем гидросамолеты систематически бомбили прифронтовые аэродромы противника в Северской, Котлах, Выскотке, Гдове, Лысино, Смуравьево и Раквере.
В первые месяцы войны МБР-2 выполняли удары, как правило, в составе звена или пары, сбрасывая бомбы серией по 4-6 штук (фугасные ФАБ-50 или ФАБ-100 и осколочные АО-15 и АО-25) на летное поле или на стоянки. В дальнейшем тактика изменилась. Аэродромы в течение всей ночи бомбили одиночные самолеты, подходившие с интервалами в 15-30 минут. Такие удары не только изматывали немцев, но нередко приводили к чувствительным потерям. Так, в ночь на 30 сентября 1942 г. четыре МБР-2 по очереди сбросили на аэродром в Красногвардейске (Гатчина) 20 ФАБ-100 и 15 АО-15. Согласно донесениям противника, в результате были уничтожены два Ju 87 из 7./StGln поврежден Bf 109G-2 из Stab JG77.
Балтийцы отрабатывают взаимодействие. 1940 г.