6月21日，隐藏在芬兰的德国布雷艇在芬兰湾布置了两大片雷区，阻止苏联的波罗的海舰队进入，德国的轰炸机在列宁格勒的港口和涅瓦河中投下水雷。6月22日芬兰军队进入奥兰群岛，德国军队全面通过挪威北部进入波特萨莫，但芬兰不愿意让德国直接介入芬苏战争，所以德国军队暂时没有和苏联直接交火。在芬苏边境只发生零星战斗。
6月25日苏联空军出动460架飞机空袭芬兰18个城市的机场，宣称是针对德军在芬兰的军事目标，继续战争正式爆发。
当时芬兰在前线布置16个步兵师，一个骑兵旅和两个长枪旅，另外在波特萨莫有两个德国山地师，在萨拉有一个德国步兵师，还有一个步兵师正在从挪威通过瑞典向芬兰挺进。苏联方面错误地估计芬兰只有10个师。
当时苏联在边境驻扎有10个步兵师，一个摩托化师和两个炮兵师，还有大约40个团分散在附近，列宁格勒有3个步兵师和一支机械化部队。750架空军战机以及700架海军战机，芬兰方面只有300架战机。
但苏联在其他战场上和德国作战不利，还需要抽掉部分兵力。
7月10日芬德联军攻破苏联防线，7月15日攻到拉多加湖岸，切断苏军运输线。
到9月9日，德芬联军已经占领了全部卡累利阿，直逼列宁格勒。
在1941年8月份，芬兰军队已经全部占领在冬季战争被夺去的领土，仍然和英国、瑞典保持外交关系，在5月和6月时还宣称芬兰和苏联的战争只是防御性的，芬兰决不会和德国结盟。
但是随着芬德联军的进攻，国联对芬兰实行封锁，7月31日英国和芬兰断绝外交，英国空军轰炸了波特萨莫港口。9月11日美国大使通知，既然芬兰已经收回领土，就不应该再继续参与德国围攻列宁格勒的战斗。9月22日，英国通过挪威大使，要求芬兰方面让所有德国军队撤出芬兰领土，芬兰军队应该撤回到冬季战争的边界，否则英国将向芬兰宣战，芬兰没有答应这个条件，12月6日在芬兰独立日这一天，英国正式向芬兰宣战。
芬兰和德国的结盟，使的波罗的海成为德国的内海，阻止了苏联波罗的海舰队的活动，使得德国可以利用其作为潜艇基地。
1943年2月，斯大林格勒保卫战中德国战败后，芬兰组织新一届政府，力图和苏联及国联达成和平协议，但谈判始终没有成功。
1944年6月9日，苏联开始在卡累利阿反攻，第二天就攻破芬兰防线，德国在芬兰不再谋求单独媾和的条件下，为芬兰提供了武器支持。
到了7月，芬兰军队退回到冬季战争结束时的战线，苏联停止进攻芬兰，将注意力转移到波兰战线。这时同盟国军队已经在诺曼底登陆。
德国在爱沙尼亚战败时，芬兰急于想和苏联以任何条件尽快媾和，9月19日，在莫斯科达成协定，芬兰交还1940年边界以外的所有领土，另外将波特萨莫区域划割苏联，帕尔卡拉半岛租借给苏联50年(1956年就已经归还)。所有德国军队必须撤离芬兰领土，但德国军队不愿意自行离开，芬兰在拉普兰战役中和自己以前的盟国德国军队进行了一场战斗。
整个战役德国、芬兰共伤亡216715人，其中阵亡或失踪58715人，受伤158000人，1500人投降。苏军共伤亡585000人，其中阵亡200000人，受伤385000人，64000人被俘。