В тылу белогвардейцев многие уезды были охвачены восстаниями, и власть в них фактически находилась в руках рабочих и трудящихся крестьян. Действиями повстанцев руководили подпольные большевистские организации и политорганы советской 6-й армии. Белогвардейское командование должно было постоянно оттягивать с фронта часть сил для «охраны порядка» в тылу. Но действия карательных отрядов вызывали только новые взрывы народного возмущения.
В сентябре 1919 года белогвардейцы решили расправиться с партизанами Кандалакши, которые неоднократно разрушали мосты и пути на Мурманской железной дороге. Партизаны отбили первую атаку карателей, захватив при этом станцию Охтоканда. В октябре новый, более сильный карательный отряд напал на партизанскую базу в деревне Кольвицы. Каратели расстреляли многих мирных жителей, а деревню сожгли. Однако, вопреки ожиданиям белогвардейцев, партизанское движение после этой расправы не только не ослабло, но, напротив, усилилось по всей Мурманской железной дороге. Повсюду под руководством коммунистов возникали новые отряды. Некоторые из них в декабре 1919 года влились в ряды Красной Армия.
Рост революционных настроений среди солдат, ненадежность тыла сильно ограничивали возможности белогвардейских войск. Тем не менее белое командование всячески старалось овладеть инициативой на фронте. Миллер и его окружение надеялись, что успешные действия Деникина на Южном фронте и Юденича под Петроградом приведут к благоприятным для белых войск изменениям и на Севере. Действительно, осенью 1919 года советское командование было вынуждено перебросить из 6-й армии несколько полков на другие фронты. Это повлекло за собой некоторое ослабление армии, чем противник и воспользовался.
В начале октября белогвардейцы предприняли наступление на железнодорожном направлении. Враг захватил станцию Плесецкая. Советские войска под угрозой окружения оказались вынужденными снова оставить город Онегу, который был освобожден от белых еще в июле.
Действовавшим на железнодорожном направлении частям 18-й стрелковой дивизии приходилось отбивать атаки превосходящих сил противника. Тяжелые оборонительные бои вели 159-й и 157-й стрелковые полки. Самоотверженно сражались бойцы, командиры и политработники 158-го полка. 8 октября белые попытались прорвать фронт на участке этого полка. Бои длились три дня. Белогвардейцы предпринимали одну атаку за другой. Но 158-й полк с честью выполнил свой долг: все атаки врага были отбиты.
В борьбе с белогвардейцами на железнодорожном направлении большую роль играли советские бронепоезда. 29 августа в бою под станцией Емца артиллерия белых вывела из строя паровоз железнодорожной батареи легкого артиллерийского дивизиона 18-й дивизии. Противник легко мог захватить батарею. Но к ней на выручку подошел бронепоезд № 20. Под вражеским обстрелом, ведя непрерывный огонь по наступавшим бронемашинам белых, бронепоезд подошел к батарее и вывез ее из боя. Команда бронепоезда понесла при этом тяжелые потери. Среди убитых были командир поезда Буре и комиссар Моисеев.
В последующие дни бронепоезд почти непрерывно находился в боях. 17 сентября он подвергся атаке вражеской пехоты. Солдаты лезли на борта платформ и забрасывали бронепоезд гранатами. атака белогвардейцев была отбита с большими для них потерями. 28 сентября произошел бой с вражеским бронепоездом. Несмотря на повреждение паровоза, команда советского бронепоезда не позволила белым продвинуться вперед и огнем орудий отогнала их. В середине октября на участке «400–399 верста» белогвардейцам удалось отрезать бронепоезд № 20 от советских позиций. Путь был разрушен снарядами. И снова мужественным воинам пришлось выдержать ураганный артиллерийский обстрел и многократные атаки пехоты. С большим трудом команде удалось ночью восстановить путь. Бронепоезд и на этот раз причинил тяжелый урон врагу. В трудных, упорных боях прошли октябрь и ноябрь. Своими подвигами красноармейцы и командиры бронепоезда № 20 вписали много славных страниц в историю борьбы против белогвардейцев и иностранных захватчиков на Севере.
Отлично действовали также бронепоезд № 37 вместе с 3-й Отдельной противосамолетной легкой батареей. В ночь на 13 октября они заняли позиции впереди станции Плесецкая, содействуя пехотным частям. Под давлением численно превосходящих сил противника пехота вынуждена была отступить. Бронепоезд и батарея оказались открытыми с флангов. Железнодорожное полотно было разбито в семи местах, отойти было нельзя. Попытки пехоты помочь бронепоезду не увенчались успехом. И в течение многих часов, находясь впереди всего фронта, горстка храбрецов вела неравный бой, отбивая атаки одну за другой. Только глубокой ночью красноармейцы бронепоезда и батареи смогли начать ремонт пути. А навстречу им двигались, восстанавливая колею, пехотинцы. Когда путь был исправлен, бронепоезд и батарея, ведя огонь из всех орудий и пулеметов, отошли к линии расположения советской пехоты.