8月底，德军变更部署后沿莫斯科—列宁格勒公路再度发起进攻。德军付出重大损失后，于8月30日抵达涅瓦河，切断了列宁格勒与外界的铁路联系。9月1日，苏军退至普里奥焦尔斯克—维堡以东30—40千米一线。
9月8日，德军遭受重大损失后冲过姆加车站，进抵拉多加湖南岸，夺得什利谢尔堡，从陆上包围了列宁格勒。自此，列宁格勒陷入德军的三面包围，只能从拉多加湖和空中得到补给，旷日持久的列宁格勒保卫战拉开了序幕。
包围列宁格勒之后，德军对该市实施了骇人听闻的野蛮轰炸和炮击，投掷了10万多枚航空燃烧弹和航空爆破炸弹，妄图用恐怖轰炸和饥饿困死守城军民。
9月9日，德军又向列宁格勒发起新的进攻。伏罗希洛夫元帅由于指挥不利而被撤职。9月10日，朱可夫大将接替他指挥列宁格勒方面军。朱可夫作出的第一个决定是：即使战至最后一人，也要守住列宁格勒。他的口号是：“不是列宁格勒惧怕死亡，而是死亡惧怕列宁格勒！”
与此同时，朱可夫迅速调整和加强了列宁格勒的防御，各预备部队得到了民兵支队的补充，大批海军军人离舰上陆，一部分高射炮调到高地上用于打坦克。至9月底，列宁格勒西南和南面的战线趋于稳定。德军一举夺取列宁格勒的计划破产了，抽调北路兵力进攻莫斯科的企图也随之失败。
列宁格勒保卫战具有全民动员的性质。列宁格勒的工业给前线提供了武器、装备、服装和弹药，而该市居民则在被封锁后的第一个冬春提供了10万多新兵。为了使居民免于挨饿，拉多加湖区舰队承担了湖上给养、弹药和武器的输送任务。11月中旬，湖上航行因为冰封而中止。
11月19日，又在拉多加湖的冰上开辟军用汽车路，被围城市通过冰上交通线得到了战斗和生活必需品的供应，疏散了没有劳动能力的居民以及工业设备等。
尽管得到了一些给养补充，但这些供应还远远不能满足守城军民的需要。列宁格勒城内被迫实行了配给制，工人每人每天只能得到250克面包，儿童、病人和公务员只能得到125克面包。但是，列宁格勒军民不畏困难，每天仍有45000人参加修筑防御工事，工人们在德军的炮火下坚持生产。全城军民步步为营，铸成了一条攻不破、打不烂的钢铁长城。
1942年1—4月，苏军在柳班方向发动突击，8—10月又在锡尼亚维诺方向顽强战斗，消耗了德军的基本兵力。苏联游击队也在列宁格勒州、诺夫哥罗德州和普斯科夫州的德国占领区展开了积极的战斗，使敌军遭受重大损失。
1943年1月12日，苏军在远程航空兵、炮兵和波罗的海舰队航空兵的支援下，兵分两路在拉多加湖以南的施吕瑟尔堡地区凸出部实施了相向突击，力图打破德军对列宁格勒的封锁。1月18日，两路苏军成功突破德军防线，在拉多加湖与战线之间形成了一条8—11千米宽的走廊，并在17个昼夜内铺设了铁路和公路各一条。
1943年夏秋，苏军又打破了德军再度封锁列宁格勒的企图，并且肃清了沃尔霍夫河岸基里希登陆场的德军，从而改变了战役局势。
1944年1月14日，一支苏军向罗普沙转入反攻。1月15日，另一支苏军从列宁格勒向红谢洛转入反攻。1月20日，进攻军队在罗普沙地域会合，并消灭了被合围的德军彼得戈夫—斯特列利纳集团军群。1月21日，德军开始从姆加、托斯诺退却。到1月底，苏军相继解放了普希金、克拉斯诺格瓦尔杰伊斯克、托斯诺、柳班、丘多沃、新索科利尼基等市。
2月12日，苏军在游击队配合下攻占了卢加。至2月15日，苏军完全突破了德军的防御。此后，苏军继续追击德军，至3月1日，苏军已进抵拉脱维亚边界。德国“北方”集团军群遭到重创，列宁格勒州几乎全境解放，加里宁州一部分解放，苏军进入爱沙尼亚境内，为粉碎波罗的海沿岸地区和列宁格勒以北之敌创造了有利条件。
1944年夏，苏军在波罗的海舰队、拉多加湖区舰队和奥涅加湖区舰队的配合下，击溃了苏德战场北翼的德军战略集团，列宁格勒的安全有了充分保障。
列宁格勒保卫战于1944年8月10日胜利结束，对苏德战场的战争进程产生了巨大的影响。列宁格勒保卫战紧紧拖住并消灭了德军大量有生力量，为苏军取得莫斯科保卫战、斯大林格勒保卫战等战役的胜利作出了不可磨灭的贡献。
列宁格勒获得英雄城市的美名是当之无愧的，因为保卫列宁格勒本身就是一部人类勇敢精神、不屈不挠、奋不顾身的爱国主义的英雄史诗，是人类整个战争史上人民和军队共同建立的最杰出、最令人震惊的功勋之一。
列宁格勒保卫战在世界人民的反法西斯战争中，具有重大的政治和军事意义，虽然在保卫战中因冻饿致死和战死的军民近百万人，但是这场保卫战不仅坚定了苏联人民抵抗德国法西斯的斗志，鼓舞了他们的胜利信心，而且还消耗了法西斯德军大量的有生力量，把敌人兵力雄厚的北方集团军群始终紧紧地拖在西北战场上，从而为苏军取得莫斯科、斯大林格勒等战役的辉煌胜利，为世界人民最终战胜法西斯，立下了不可磨灭的功勋。特别是在被围困期间，列宁格勒军民所创造的英雄业绩，更是动人心弦，感人肺腑。甚至就连英国的《旗帜晚报》也发出这样的称颂：“列宁格勒的抵抗乃是人类在经受不可思议的考验中取得辉煌胜利的一个榜样。在世界历史上也许再也不能找到某种类似列宁格勒的抵抗了。”会战中，苏军建立了全纵深整体防御体系，诸军兵种密切协同，军民密切配合，集中指挥与机断行事相结合，空中和湖上保障不间断的补给以及以相向突击突破封锁等战术是取得胜利的重要原因，为大规模城市保卫战提供了宝贵经验。
兵家看点
圣彼得堡，是寄予着俄罗斯民族巨大希望的出海口，它坐落在涅瓦河上，控制着俄国北部的河道；它遥望芬兰湾，面向波罗的海，展现着俄罗斯的大国雄风。它是俄罗斯的前哨站，一旦欧洲发生巨变，俄罗斯可以通过波罗的海出海口，直接进入西欧大陆。它是东欧的防火墙，一旦危险从西部而来，它可以凭借大海和河流进行有效防御。300年前俄国人的一个决定，使这里不仅仅成为名垂青史的文化之城，也成为扼守要道的战略要塞。
3.英雄城市的史诗——列宁格勒保卫战
征服苏联、独霸欧洲是希特勒蓄谋已久的阴谋。早在法国投降之时，德国人就开始着手制订侵略苏联的计划。1940年12月28日，希特勒发布了第21号训令，正式确定了代号为“巴巴洛萨”的侵略计划。计划的目的是：在对英国的战争结束以前，以坦克、摩托化部队及航空兵部队突施“闪电”式的突然袭击，分割围歼苏联西部的苏军主力，而后向战略纵深发展进攻，攻占列宁格勒、莫斯科，前进至伏尔加河、阿斯特拉罕一线，于1941年入冬前结束战争。
为实现这一计划，德军集中兵力550万人，坦克4300辆，火炮47
000余门，飞机4980架，以及192艘舰艇，并将这些力量编为三个集团军群和三个独立行动的集团军，准备在三个战略方向实施进攻。计划的基本部署是：
北方集团军群，辖第十六、第十八集团军和坦克第四集团军群，共29个师，由勒布元帅指挥，在东普鲁士的哥尼斯堡以东向列宁格勒总方向实施进攻，消灭波罗的海沿岸地区的苏军，占领苏联港口，使苏联舰队失去基地。
为何希特勒对列宁格勒如此重视？希特勒统帅部认为，夺取苏联这一重工业中心和海港具有特殊意义。占领涅瓦河上的这座城市，可以掌握整个波罗的海的主动权，控制铁路线，尤其是控制那条把列宁格勒和莫斯科及苏联其他一些经济地区联结起来的十月铁路线，在国际上有重要意义。从政治上、军事上看，占领列宁格勒并同芬兰军会合，可以使法西斯同盟更加巩固，迫使其他一些动摇不定的国家加入反苏战争。