Для разгрома финской армии, восстановления государственной границы на данном участке фронта и вывода Финляндии из войны Ставка советского Верховного Главнокомандования решила провести крупную наступательную операцию. Войска Ленинградского и Карельского фронтов при содействии Балтийского флота, Ладожской и Онежской военных флотилий мощными ударами должны были разгромить противостоящего противника, овладеть Выборгом, Петрозаводском и выйти на рубеж Тикшеозеро—Сортавала, Котка. Операцию начинали войска Ленинградского фронта, затем в наступление переходил Карельский фронт. Выделенные для этого силы насчитывали 451 500 человек, около 10 000 орудий и минометов, свыше 800 танков и самоходноартиллерийских установок, более 2200 самолетов.
Выборгскую операцию на Карельском перешейке предстояло проводить войскам правого крыла Ленинградского фронта под командованием генерала армии Л.А. Говорова. К участию в ней привлекались соединения 23-й и 21-й армий — 15 стрелковых дивизий, 3 стрелковые, 2 отдельные танковые бригады, 2 укрепленных района. Всего в этих армиях насчитывалось около 189 000 человек, 5500 орудий и минометов, 881 реактивная установка, 628 танков и САУ. Приморские фланги обеспечивали: со стороны Финского залива — Балтийский флот, со стороны Ладожского озера — Ладожская военная флотилия.
На перешейке оборонялись 3-й и 4-й финские армейские корпуса, объединенные 15 июня в оперативную группу «Карельский перешеек». В группу входили пять пехотных (2, 3, 10, 15-я и 18-я), единственная танковая дивизия, одна пехотная и одна кавалерийская бригады. Всего у финнов было 100 000 человек, 960 орудий и минометов, 110 танков и самоходных установок, около 200 самолетов.
Первая полоса обороны общим протяжением около 80 км строилась финнами в условиях непосредственного соприкосновения с советскими войсками, была оборудована средствами полевой фортификации и строилась по принципу опорных узлов, прикрывавших все тактически важные направления. Этот рубеж защищали три пехотные дивизии и одна пехотная бригада. Вторая полоса протяжением 76 км располагалась в 15–25 км за первой и была построена на выгодном естественном рубеже. Эта полоса являлась основой всей обороны Карельского перешейка и была рассчитана на длительное сопротивление. Она имела большое количество мощных железобетонных сооружений, гранитных надолбов, убежищ. Средняя плотность железобетонных сооружений на 1 км фронта в узлах сопротивления составляла 12–14 дотов и 18–22 убежища. Третья полоса обороны протяжением около 120 км проходила по линии озер Вуоксинской водной системы, через Сумма на Мурила. Особенностью ее являлось то, что она состояла из укреплений «линии Маннергейма», которые частично были восстановлены и усилены развитой системой сооружений полевого типа. Помимо трех оборонительных полос, финны превратили в укрепленный район Выборг с прилегающей к нему территорией, создав вокруг него два обвода. Побережье Финского залива и Ладожского озера были укреплены на случай отражения десантов Красной Армии.
Так как труднопроходимая лесисто-болотистая местность на Карельском перешейке затрудняла широкое применение тяжелой боевой техники, Говоров решил нанести главный удар силами 21-й армии генерал-лейтенанта Д.Н. Гусева на приморском направлении — вдоль северовосточного побережья Финского залива. Это позволяло широко использовать морскую артиллерию для прорыва обороны противника и высаживать десанты с моря в помощь войскам, наступавшим на Выборг. 23-я армия генерал-лейтенанта А.И. Черепанова переходила в наступление после выхода войск генерала Гусева на рубеж реки Сестра. Овладеть Выборгом планировалось на 9–10-й день операции. Подавляющая часть сил фронта сосредоточивалась на участке прорыва протяженностью 12,5 км.
Три армии Ленинградского фронта, сосредоточенные на Нарвском участке, получили приказ активизировать свои действия и не допустить переброски немецких войск из Прибалтики на Карельский перешеек. В случае использования германским командованием части сил 20-й горной армии для помощи финнам предусматривался переход в наступление советских войск севернее Беломорска.
Балтийский флот до начала операции должен был скрытно перебросить из района Ораниенбаума на Карельский перешеек войска 21-й армии в составе пяти дивизий, а затем огнем морской артиллерии и авиацией содействовать им в развитии наступления, прикрывать приморский фланг, срывать подвоз подкреплений и снабжение финской армии, быть готовым к высадке тактических десантов. Ладожская военная флотилия под командованием контр-адмирала B.C. Черокова получила задачу огнем корабельной артиллерии и демонстрацией высадки десанта содействовать правому флангу 23-й армии.
Действия сухопутных частей поддерживали 13-я воздушная армия (966 самолетов), два гвардейских истребительных авиаполка ПВО и авиация КБФ (475 самолетов) и более 200 машин авиации дальнего действия. В результате сосредоточения сил и средств на правом крыле Ленинградского фронта советские войска превосходили противника по пехоте в 2 раза, по артиллерии и танкам в 6, по авиации в 8 раз. На направлении главного удара превосходство было абсолютным.
9 июня, за день до начала операции, артиллерия Ленинградского фронта совместно с береговой и корабельной артиллерией в течение 12 часов разрушала наиболее прочные оборонительные сооружения в первой полосе обороны противника. На 20-километровом участке фронта перед позициями 21-й армии плотность огня сухопутной артиллерий достигала 200–220 орудий и минометов. От флота сведенные в четыре артиллерийские группы огонь вели шесть батарей Кронштадта, тринадцать батарей железнодорожной артиллерии, два орудия Научно-испытательного морского артиллерийского полигона, орудия линкора «Октябрьская революция» и двух крейсеров. Всего — 174 орудия, в том числе 35 орудий калибра 203–406 мм. При этом, как отмечает генерал-майор С.Т. Шевченко, бывший работник штаба береговой обороны КБФ, группам артиллерии флота впервые за войну «были поставлены задачи в самом общем виде в отличие от прежних операций, когда планы огня разрабатывались до батарей включительно. Такое планирование стало возможным вследствие возросшей культуры в работе штабов, повышения мастерства офицеров-артиллеристов». Для этого понадобилось «всего» три года истребительной войны.
В это же время 720 самолетов 13-й воздушной армии генерала С.Д. Рыбальченко и авиации флота, которой командовал генерал М.И. Самохин, наносили сосредоточенные бомбовые удары и осуществляли корректировку артиллерийского огня.
Из 189 запланированных целей в полосе нанесения главного удара было полностью разрушено 176 оборонительных сооружений противника.
10 июня в 6 часов утра артиллерия и авиация приступили к подготовке наступления сухопутных войск. В ней участвовали 3 эсминца, 4 канонерские лодки, 21 артиллерийская батарея Кронштадтского района и батареи Ижорского сектора береговой обороны, 15 батарей 1-й гвардейской морской железнодорожной артиллерийской бригады. Массированные удары были нанесены по финским опорным пунктам в районе Старый Белоостров — озеро Светлое — станция Райяйоки, разрушив и повредив до 70% полевых оборонительных укреплений. Корабельная и береговая артиллерия наносили удары по району Райвола—Олила.
За 3 часа 15 минут было проведено шесть налетов по главной полосе обороны с чередованием методического огня. В результате только на небольшом участке в районе Белоострова были уничтожены 130 дотов, дзотов, бронированных колпаков и других сооружений. Почти все проволочные заграждения были снесены, противотанковые препятствия разрушены, минные поля уничтожены, траншеи вспаханы, причинен большой урон в живой силе. Советская авиация безраздельно господствовала в воздухе.
В результате финская оборона в первой полосе была дезорганизована, потери в некоторых частях достигли 70%. Поэтому, когда советская пехота и танки, следуя за огневым валом, двинулись в атаку, противник не смог сразу оказать организованного сопротивления. Войска генерала Гусева в первый же день прорвали первую полосу обороны, с ходу форсировали реку Сестра и продвинулись на 14 км вдоль Выборгского шоссе.
Говоров усилил 21-ю армию 108-м стрелковым корпусом из резерва фронта. 97-й стрелковый корпус из 21-й армии был передан в состав 23-й армии, войска которой перешли в наступление 11 июня. К исходу дня 97-й и 98-й стрелковые корпуса армии Черепанова вели бои на рубеже Терлолово—Хирели. 21-я армия силами 30-го гвардейского корпуса овладела Хирели, Матилла и вела бой за Икола. На левом фланге 109-й корпус занял Келломени, Райволу и Териоки. Первая полоса обороны была преодолена на 40-километровом фронте.
В этих боях полностью была разгромлена 10-я финская пехотная дивизия. Ее остатки отвели в тыл для пополнения и переформирования. Маннергейм приказал немедленно начать переброску на Карельский перешеек 4-й пехотной дивизии и 3-й пехотной бригады из Восточной Карелии. 12 июня он отправил на Карельский перешеек 17-ю дивизию и 20-ю бригаду.
