、陶格夫匹爾斯方向失去了側翼掩護，德軍開始向西德維納河推進。6月26日，德軍趁蘇軍混亂之機，派出一股部隊，巧妙偽裝成蘇軍傷員，混入蘇軍運輸隊，到達西德維納河，奪佔了渡口。待曼施泰因的坦克第56軍趕到後，渡過西德維納河，在陶格夫匹爾斯北部建立了橋頭堡。蘇軍為了恢復防禦正面並佔領有利陣地，西北方面軍首長經總指揮部同意後，向第8、第11集團軍發出後撤並在西德維納河右岸設防固守的命令。同時，又從方面軍預備隊中緊急調遣空降兵第5軍和機械化第21軍（含第27集團軍，由別爾杜林將軍指揮），前往陶格夫匹爾斯地域，封堵兩個集團軍之間的缺口，阻擋德軍坦克第4叢集從陶格夫匹爾斯地域向前推進，並對德坦克第56軍佔領的橋頭堡發起反突擊。但是，蘇軍倉促組織起來的防禦並不堅固。第27集團軍未能擋住來勢兇猛的突擊，被迫放棄了陶格夫匹爾斯城，向東面的維利卡亞河後退。已被嚴重削弱的第8集團軍在通往裡加的接近地區苦戰。6月26日，克魯斯特匹爾斯失守，7月1日，蘇軍放棄拉脫維亞首都里加城，開始向愛沙尼亞方向撤退。第11集團軍被打散，處於無人指揮狀態，毫無秩序地向謝別日和涅維利敗退。在普斯科夫方向重新出現了缺口。

6月29日，蘇聯武裝力量統帥部命令西北方面軍繼續固守西德維納河地區，並將預備隊和北方面軍調來的軍隊集結於普斯科夫、奧斯特羅夫、諾沃爾熱夫、波爾霍夫地域。其任務是在普斯科夫築壘地域和奧斯特羅夫築壘地域一線組織堅強的防禦。

6月30日，斯大林下令撤了庫茲涅佐夫上將擔任的西北方面軍司令的職務，由原第8集團軍司令索賓尼科夫少將接任，瓦圖京中將任參謀長。儘管斯大林採取了更換領導人員的措施，但是，西北方面軍還是無法完成上級所賦予的任務。第27集團軍未能頂住敵坦克第4叢集的強大突擊，開始向奧波奇卡方向退卻，奧斯特羅夫方向失去了掩護。7月6日，從統帥部預備隊調來的機械化第1軍步兵第41、第22軍尚未進入普斯科夫和奧斯特羅夫築壘地域，敵先遣部隊就佔領了奧斯特羅夫。7月9日，德軍奪取了普斯科夫。“北”集團軍群快速部隊突向列寧格勒。

為了肅清普斯科夫和奧斯特洛夫地域突入之敵，7月9日，索賓尼科夫根據總指揮部的命令，將機械化第1軍、步兵第41、第22軍編成一個新的第11集團軍（原第11集團軍各兵團轉隸第27集團軍），在普斯科夫接近地和諾沃爾熱夫西北地域與德軍激戰，掩護列寧格勒方向。

蘇軍第27集團軍從西德維納河且戰且退，在韋利卡河至伊德里察河一線組織起防線。盧加戰役叢集沿盧加河迅速構築防禦地區，以掩護列寧格勒的接近地。德軍突入普斯科夫，使第8集團軍陷入了困境；它被切斷了與方面軍主力之間的聯絡，被迫向北且戰且退。到7月10日，退至皮亞爾努、塔爾土一線進行防禦。鑑於第8集團軍不斷向北後退，蘇聯紅軍波羅的海艦隊受到嚴重威脅，被迫撤離利耶帕亞、里加灣諸港口，駐防塔林。

西北方面軍喪失了立陶宛、拉脫維亞和俄羅斯聯邦的部分領土。德軍向前推進了400—450公里，進逼蘇聯的西北重鎮列寧格勒。

德軍“中央”集團軍群承擔了主要突擊任務，由博克元帥指揮，轄第4、第9集團軍和坦克第2、第3集團群，共50個師又2個旅，由第2航空隊1600架飛機支援。其任務是，由華沙地區向佈列斯特、明斯克方向實施突擊，割裂蘇軍防禦的戰略正面，圍殲白俄羅斯境內的蘇軍，然後向斯摩稜斯克方向實施進攻，直指莫斯科。德軍的計劃是，分南、北兩路實施鉗形突擊，北路的第9集團軍和坦克第3叢集，從東普魯士的蘇瓦烏基地區發起進攻；南路的第4集團軍和坦克第2叢集從佈列斯特地區實施突擊。兩路德軍將在明斯克會合，收攏鉗口，形成大包圍圈。向前推進的步兵師一部跟隨坦克叢集攻至明斯克，封堵被圍蘇軍；一部分在比亞威斯托克突出部分南、北兩路躍進，在比亞威斯克—明斯克大道上，形成小口袋。德軍在消滅兩個口袋內的蘇軍後將繼續向奧爾沙挺進，直取斯摩稜斯克（博克對把德軍目標放在明斯克持有異議，他主張第一個目標應為斯摩稜斯克，但陸軍總部沒有采納他的意見）。隨後，坦克部隊暫停攻擊，前往支援“北”集團軍群，奪取列寧格勒。

蘇軍西方特別軍區由巴甫洛夫大將擔任司令，轄第3、第4和第13集團軍，共44個師。西部特別軍區邊境地區駐有第3、第10、第4集團軍，但直接在國境線上的僅有部分部隊，而且