Боевая деятельность советского флота и работа его тыла проходили в очень тяжелых условиях. Сложившаяся оперативно-стратегическая обстановка в первом периоде войны потребовала совместных действий сухопутных войск и флота в таких масштабах, которые далеко выходили за рамки предвоенной теории об оперативно-стратегическом использовании ВМФ. Вынужденное отступление советских войск под натиском превосходящих сил противника привело к потере ряда военно-морских баз, портов и аэродромов с их складами, производственными предприятиями и частично запасами материальных средств. В результате на Балтийском и Черном морях была нарушена система базирования. Почти все военно-морские базы флотов оказались в зоне активных боевых действий или воздействия авиации противника. Ожесточенные воздушные бомбардировки вызывали значительные потери материальных средств, разрушения и повреждения предприятий, складов, служебного и жилого фонда, дорог, причалов, потери вспомогательных судов и транспортов. Выход из строя базовых объектов тыла ограничивал работу транспорта, предприятий и складов. Нарушение работы коммуникаций ограничило возможности подвоза материальных средств из центральных складов на флоты, а также маневра ими между базами. В связи с временной оккупацией противником ряда важных промышленных районов страны и эвакуацией промышленных предприятий на восток многие «морские» заводы были переключены на выпуск наиболее важных видов вооружения и боевой техники для обеспечения Советской Армии. Все это не могло не отразиться на организации тылового обеспечения сил флотов и флотилий.
Но, несмотря на огромные трудности, тыл флотов и флотилий успешно решал возложенные на него задачи. В соответствии со складывающейся обстановкой и характером боевых действий отыскивались новые формы и способы организации тылового обеспечения, улучшалось взаимодействие с органами тыла фронтов и армий. Например, при обороне Одессы, Ханко, Севастополя, Таллина, полуостровов Рыбачий и Средний в Баренцевом море были организованы оборонительные районы, объединявшие боевые действия соединений и частей армии, флота и авиации. Создавались и единые органы тыла оборонительного района. В Одесском оборонительном районе тыл был создан из органов управления, тыловых частей и учреждений Приморской армии и военно-морской базы, а в Севастопольском оборонительном районе основу тыла составили органы управления, части и учреждения тыла флота. На полуострове Ханко сухопутные части были взяты на полное обеспечение тыла военно-морской базы. В период обороны Ленинграда решающая роль в вопросах материального и медицинского обеспечения сил флота принадлежала органам тыла Ленинградского фронта.
Определенные изменения были внесены и в организационную структуру тыла ВМФ. В связи с повышением роли центральных органов управления тылом они были существенно усилены. В составе Главного управления портов вместо Управления снабжения было создано два самостоятельных — Управление продовольственного снабжения (начальник генерал А. П. Вилесов) и Управление вещевого и шкиперско-хозяйственного снабжения (начальник генерал С. М. Языков). Топливный отдел был преобразован в Управление топливного снабжения (начальник генерал Я. Я. Яковлев). В дальнейшем были расширены и укреплены и другие управления (отделы) Главного управления портов, в частности Управление вспомогательных судов и гаваней, Управление труда и кадров. В состав Главного управления портов был передан ветеринарный отдел.
Все центральные довольствующие управления ВМФ создали по нескольку центральных складов, расположенных в глубинных районах страны. Большинство этих складов находилось вблизи основных промышленных и заготовительных районов. Они получали и хранили запасы центра, осуществляли комплектацию вооружения, боеприпасов, техники и имущества, поступавших из предприятий промышленности, занимались отгрузкой выделенных фондов материальных средств флотам и флотилиям и заготовками их из местных средств. Для оперативного руководства группами таких центральных складов, подчиненных различным управлениям, и решения некоторых других задач осенью 1941 г. были созданы специальные органы управления тылом — Управления уполномоченных Наркомата ВМФ. Помимо складов эти управления имели в своем распоряжении автотранспорт, рабочие подразделения и некоторые другие тыловые части523.
В целях улучшения работы Тыла ВМФ в мае 1942 г. Главное управление портов было переименовано в Главное управление тыла ВМФ. Начальником Главного управления тыла — заместителем народного комиссара ВМФ был назначен генерал-полковник береговой службы С. И. Воробьев. В начале войны в систему Наркомата ВМФ была передана Экспедиция подводных работ особого назначения (ЭПРОН). В связи с этим было создано Аварийно-спасательное управление ВМФ, а на всех флотах и флотилиях — аварийно-спасательная служба. Сокращение объема капитального строительства в системе ВМФ позволило объединить Инженерное и Строительное управления в одно. Развитие морской авиации потребовало усиления тыла военно-воздушных сил флотов. Поэтому в составе Главного управления ВВС ВМФ было создано Управление тыла. В дальнейшем из него было выделено Управление аэродромной службы.
Структура органов управления тылом флота, флотилии и военно-морской базы в ходе войны существенным изменениям не подверглась. В некоторых флотах были созданы заготовительный, сельскохозяйственный и трофейный отделы. Начальнику тыла флота был подчинен ветеринарный отдел, а первый и второй отделы Управления тыла флота были объединены в организационно-плановый отдел. Одновременно с этим отделы плавсредств и гаваней, автотракторный, труда и кадров были изъяты из подчинения командира главного военного порта и непосредственно подчинены начальнику тыла флота. Аналогичные изменения были произведены в военно-морских базах. Кроме того, была введена должность заместителя начальника тыла флота по вооружению и судоремонту, которому подчинялись отделы вооружения и технический.
Сложность оперативной обстановки на Балтийском и Черном морях вызвала необходимость создания новых органов управления тылом, тыловых частей и учреждений, выполнявших, по существу, роль флотских тыловых баз. Например, в составе тыла Краснознаменного Балтийского флота (начальник тыла флота генерал-полковник М. И. Москаленко) было создано управление заместителя начальника тыла флота по воинским перевозкам через Ладожское озеро. Это управление с необходимыми силами и средствами размещалось на восточном берегу и решало такие задачи, как получение снабженческих грузов для сил флота, их временное складирование и перевалку на западный берег озера. В 1942 г. в связи с угрозой кавказским базам Черноморского флота (начальник тыла флота генерал-лейтенант М. Ф. Куманин) часть складов тыла флота была перемещена на восток. Для руководства их работой и организации перевозок через Каспийское море в Баку было создано управление, возглавляемое заместителем начальника тыла Черноморского флота.
Маневренный и напряженный характер военных действий вызвал большую потребность в подвижных силах и средствах тыла флота. Широкое использование боевых катеров с ограниченным радиусом действия для ударов по противнику потребовало максимального приближения пунктов базирования и средств тылового обеспечения к районам действий. Рассредоточение сил флота и объектов тыла в каждой военно-морской базе привело к необходимости развертывания пунктов маневренного базирования в необорудованных бухтах и малых портах. Возможности для капитального строительства в новых пунктах базирования были крайне ограничены. Да и оперативная обстановка не всегда позволяла развертывать такое строительство.
При организации маневренного базирования боевых сил каждый флот (флотилия) исходил из конкретных особенностей обстановки, задач тыла и его возможностей. На Черноморском флоте пошли по пути создания маневренных баз с отделами тыла в них (Тендра, Прогнойск, Скадовск), а на Каспийской военной флотилии были созданы базы лишь с функциями продовольственного снабжения кораблей и частей. Тыл Северного флота (начальник тыла контр-адмирал-инженер Н. П. Дубровин) весной 1942 г. развернул передовой пункт для материального и медицинского обеспечения передовых сил флота, действовавших совместно с войсками армии, а также для морских десантов.