Постановление о преобразовании Северной военной флотилии в Северный флот было издано 11 мая 1937 года. В то время на Севере активно строились базы и аэродромы, создавались береговая охрана и судостроительная база.

В 1938 году подводная лодка «Д-1» провела в море 120 суток, пройдя более 11 тысяч миль. В том же году подводная лодка «Д-3» впервые в истории Военно-морского флота осуществила подледное плавание, 30 минут шла подо льдами.

Первое боевое крещение Северный флот принял в войне с Финляндией 1939-1940 годов. В результате занятия портов Лиинахамари и Петсамо силы флота лишили Финляндию возможности получать помощь по морю от западноевропейских стран и обеспечили перевозку личного состава и техники на приморском фланге, а также защитили свое побережье.

К началу Великой Отечественной Войны Северный флот располагал 15 подводными лодками, восьмью эскадренными миноносцами, семью сторожевыми и других классов кораблями, его авиация насчитывала 116 боевых самолетов. Во время войны он утроил свое вооружение.

Силами Северного флота были уничтожены свыше 200 боевых кораблей и вспомогательных судов, более 400 транспортов общим тоннажем свыше 1 миллиона тонн, около 1 300 самолетов врага. Была обеспечена проводка 76 союзных конвоев с 1 463 транспортами и 1 152 кораблями охранения. По внутренним коммуникациям Ледовитого океана было проведено 1 548 конвоев. Соединениями и частями флота, действовавшими на сухопутном фронте, истреблены десятки тысяч фашистских солдат и офицеров.

В боях Северный флот потерял 3 эсминца - «Стремительный», «Сокрушительный», «Деятельный», 23 подводные лодки, 16 сторожевых кораблей, 13 тральщиков, 12 торпедных катеров, 3 катера типа «большой морской охотник», 7 катеров «малый морской охотник», 9 сторожевых катеров. Потери в личном составе - 10 905 человек.

Подвиги североморцев в Великой Отечественной войне яркими страницами вошли в героическую историю Вооруженных Сил. В ознаменование 20-летия Победы в Великой Отечественной войне 1941-1945 годов 7 мая 1965 года Северный флот был награжден орденом Красного Знамени.