В ходе наступательных операций, когда флоты и флотилии испытывали большие трудности в своевременном подвозе материальных средств, большую помощь передовым соединениям флота оказывал тыл фронтов и армий. Тесное взаимодействие тыла флотов и фронтов в течение всей войны создавало благоприятные условия для своевременного материального, технического и медицинского обеспечения частей и соединений действующей армии и сил флотов.
Важное место в работе центральных органов управления Тылом ВМФ занимало налаживание производства морских видов вооружения и техники в восточных районах страны: подбор новой производственной базы; помощь в развертывании эвакуированных предприятий; согласование планов с промышленными главками и наркоматами; обеспечение предприятий текущей документацией; помощь в отработке технологии производства; налаживание промышленного кооперирования; материально-техническое обеспечение предприятий, в том числе выделение из фондов ВМФ топлива, металла; помощь автотранспортом; вывоз готовой продукции и т.д. Уже в конце 1941-го и в начале 1942 г. ряд эвакуированных заводов и вновь выделенных предприятий начали выпуск вооружения, техники и военного имущества для обеспечения сил флотов и флотилий.
В обеспечении сил флотов продовольствием большую роль играли заготовки из местных средств. Отделы продовольственной службы флотов получали наряды на заготовку продовольствия от Управления продовольственного снабжения ВМФ. Эти заготовки достигали 75 процентов общего количества продовольствия, полученного ВМФ. Они значительно уменьшали объем централизованных перевозок, но в то же время увеличивали объем работы тыла. Так, на заготовку картофеля и овощей на Тихоокеанском флоте и в Амурской Краснознаменной флотилии ежегодно выделялось 130–150 автомашин и от 500 до 700 человек личного состава. Важное значение имело также создание и развитие подсобных хозяйств, которые за годы войны произвели около 1000 т продовольствия. На всех флотах и флотилиях уделялось большое внимание заготовкам ягод, плодов зелени, хвои, как противоцинготному средству.
Одним из важных источников получения недостающего вооружения, боеприпасов и некоторого имущества в блокированных военно-морских базах — Одессе, Севастополе, Ленинграде, Таллине было производство, организованное на предприятиях тыла флота и городов с широким использованием станочного оборудования и рабочей силы, оставшихся после эвакуации основных предприятий. Например, за период обороны Одессы предприятия Одесского оборонительного района и города изготовили 69 танков из гусеничных тракторов, 3 бронепоезда, 1262 миномета, 30 тыс. мин, 210 тыс. ручных гранат, 111 т взрывчатого вещества, 1022 огнемета и много военного снаряжения. В еще большем объеме производились вооружение и боевая техника на вновь организованных предприятиях Севастополя. Только один специальный комбинат № 1 ежемесячно выпускал до 50 тыс. снарядов и мин. Предприятия артиллерийского отдела Краснознаменного Балтийского флота в блокированном Ленинграде развернули в широких масштабах работы по изготовлению снаряжения и сборке боеприпасов. В 1941 г. было собрано и восстановлено 360 тыс. стреляных орудийных гильз, изготовлено 104 тыс. 100—305-мм выстрелов и 487 тыс. 76- и 45-мм патронов для зенитных орудий.
ВМФ вступил в войну, не имея неконтактных тралов, над созданием которых в предвоенные годы работали ученые. В ходе войны минеры с риском для жизни разрядили много новых образцов немецких мин, что позволило создать тралы для борьбы с ними. Первыми магнитную и акустическую мины разрядили военный инженер 3 ранга М. И. Иванов, инженер-электрик Б. Т. Лишневский и старший лейтенант С. И. Богачек. При разоружении этих мин отличились также капитан-лейтенанты И. А. Ефременко и Г. Н. Охрименко, военный инженер 2 ранга И. И. Иванов, капитан-лейтенант А. И. Маслов. В крайне ограниченные сроки специалистами минно-торпедного отдела, научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро было создано несколько образцов магнитных, электромагнитных и акустических тралов. Их производство начали мастерские складов минно-торпедного отдела и судоремонтные предприятия. Большую помощь им оказала группа ученых Академии наук СССР во главе с профессорами А. П. Александровым и И. В. Курчатовым.
Важным звеном в работе Тыла ВМФ являлся подвоз материальных средств. Основным средством подвоза с центральных складов, баз и предприятий промышленности на флоты (флотилии) являлся железнодорожный транспорт. С началом войны общий объем централизованных железнодорожных перевозок для ВМФ вырос с 2,5–3 тыс. до 7 — 10 тыс. вагонов в месяц. Срочные грузы подавались флотам с пассажирской скоростью. Общий объем централизованных снабженческих перевозок железнодорожным транспортом для ВМФ за время войны составил около 400 тыс. вагонов.
Централизованные перевозки снабженческих грузов водным путем были ограничены. При этом внутренние водные пути в основном использовались для перевозки нефтепродуктов (по Волге, Северо-Двинской и Мариинской водным системам). В начале войны и на завершающем ее этапе перевозки нефтепродуктов для ВМФ производились морем из Батуми в Одессу.
Более широко использовался водный транспорт в звене тыл флота — тыл военно-морских баз. Он доставлял материальные средства в осажденные военно-морские базы (Одесса, Севастополь, Ханко, Таллин), являлся основным средством подвоза на Северном морском театре военных действий, на Краснознаменном Балтийском флоте в период блокады Ленинграда, между военно-морскими базами на Тихоокеанском флоте. Общий объем подвоза морем в Одессу в период ее обороны составил 41 800 т различных грузов. Для войск Севастопольского оборонительного района морем было подвезено 192 185 т различных грузов, в том числе 31 286 т боеприпасов.
Для воинских перевозок в интересах ВМФ использовались вспомогательные суда флотов, гражданский морской транспорт, боевые корабли, а в отдельных случаях и подводные лодки. Так, в условиях жесткой морской блокады, особенно на последних этапах обороны, на боевых кораблях в Севастополь было перевезено 108 орудий, 729 огнеметов и минометов, 515 пулеметов, 490 противотанковых ружей, 40 автомашин, 8816 т боеприпасов, всего 18 570 т грузов. Подводные лодки совершили в осажденный Севастополь 81 поход и перевезли 2256 т зенитных боеприпасов, 1132 т продовольствия, 508 т авиационного бензина. Ими эвакуировано из Севастополя 1392 раненых и жителей города. На отдельных участках морских коммуникаций в связи с большой угрозой бомбардировок судов вражеской авиацией и действиями подводных лодок противника перевозки для передовых военно-морских баз осуществлялись исключительно мелкими вспомогательными судами и катерами (в Мотовском заливе, в районе Туапсе — Геленджик, через Керченский пролив).
Жизненно важное значение для населения блокированного Ленинграда, Ленинградского фронта и Балтийского флота имели перевозки через Ладожское озеро. В навигацию 1942 г. в Ленинград было перевезено 746,9 тыс. т различных грузов и 310 тыс. человек пополнения для фронта и флота531. Построенные в неимоверно тяжелых условиях порты на необорудованном побережье обработали 21 700 судов. Общий объем перевозок по Ладожскому озеру в навигацию 1941–1943 гг. составил 2118,4 тыс. т грузов, 1211,7 тыс. куб. м древесины и 1822,8 тыс. человек. Это позволило наладить снабжение населения Ленинграда, войск фронта и сил флота, создать некоторые запасы продовольствия, боеприпасов, горючего и других материальных средств.
Использование морского транспорта на Балтийском и Черном морях в 1943–1945 гг. ограничивалось большой минной опасностью, а также минированием и разрушением портов, произведенными противником при отступлении. В ряде случаев морские коммуникации восстанавливались со значительным опозданием и использовались для подвоза материальных средств только в последующих наступательных операциях. В связи с недостаточными возможностями вспомогательного флота для подвоза материальных средств привлекались суда Наркомата морского флота и даже боевые корабли флотов. За время войны вспомогательным флотом ВМФ было перевезено около 6 млн. т грузов532.