В тот же день 29 июня Народный комиссар ВМФ приказал Военному совету флота острова Сааремаа и Хиума оборонять независимо от обстановки на сухопутном фронте. Он предлагал сосредоточить в районе архипелага четыре эскадренных миноносца, дивизион малых подводных лодок, два тральщика, отряд торпедных катеров и сторожевые катера ОВРа, объединить эти силы под общим командованием и возложить на них оборону входа в Рижский залив. Действия кораблей по обороне должны были поддерживать авиация и береговая артиллерия. Этим приказанием нарком ставил КБФ задачу оборонять вход в Рижский залив и в случае отхода наших войск из Риги. Для успешного выполнения этой задачи необходимо было организовать военно-морскую базу в Моонзундском архипелаге.
После ухода ОЛСа в Моонзунде были оставлены эсминцы «Сердитый», «Смелый» и «Энгельс». В период борьбы за Рижский залив количество эсминцев и сторожевых кораблей менялось.
2 июля в Моонзунде была организована Прибалтийская военно-морская база, командир — контр-адмирал П.А. Трайнин. В нее вошли: Береговая оборона Балтийского района (БОБР), отряд торпедных катеров, вновь организованная Охрана водного района Моонзунда (ОВР) и военный порт Рохукюля. Командиру базы была также подчинена авиация, базировавшаяся на островах, и оперативно подчинена эскадрилья бомбардировщиков 73-го полка, находившаяся в Пярну. Корабли отряда легких сил, участвовавшие в обороне островов и Рижского залива, были оперативно подчинены командиру базы; подводные лодки — командиру бригады подводных лодок, который должен был копии приказаний лодкам сообщать командиру Прибалтийской базы.
Таким образом, единый командир обороны всего намеченного района, вопреки указаниям наркома, так и не был определен. Это явилось одним из основных недостатков в обороне Рижского залива.
В состав ОВРа Моонзунда вошли четыре малых охотника за подводными лодками, дивизион катеров-тральщиков типа «Р» (шесть катеров), отряд сторожевых катеров типа «КМ» (шесть катеров), «ТЩ-297» («Вирсайтис»), два буксира, транспорт «Космос» и Охраны рейдов Рохукюля, Триги, Кярда и Куйвасту.
Условия базирования в Моонзунде оказались значительно хуже, чем в Усть-Двинске: не было складов, запаса топлива, мастерских даже для элементарного ремонта кораблей и катеров, рейды не были защищены ни с моря, ни с воздуха.
4 июля начальник штаба флота приказал командиру Прибалтийской ВМБ в случае отхода 8-й армии на восток перенести базу на остров Сааремаа. В тот же день из Пярну на восточные аэродромы перелетел 73-й авиационный полк.
Около 4 часов 5 июля контр-адмирал П.А. Трайнин получил от командующего флотом приказание немедленно приступить к вывозу на Сааремаа и Хиума всего имущества, которое может быть использовано для усиления обороны островов. Все остальное, что не удастся вывезти, предписывалось уничтожить в последний момент, сообразуясь с обстановкой. Командир Прибалтийской базы, не имея связи с армейским командованием и не уточнив обстановки, решил отойти на острова. К 9 июля из Рохукюля было вывезено все имущество и снаряжение, а 30 т бензина и четыре вагона мин при отходе были уничтожены.
Был оставлен и полуостров Виртсу, имевший важное значение для обороны Моонзундских островов. На Виртсу проходила железная дорога, по которой шло снабжение Моонзундских островов и кораблей. Между Виртсу и островом Муху расположен рейд Куйвасту и проходит фарватер пролива Вире-Курк, связывающий Моонзунд с Рижским заливом. Командующий Прибалтийской ВМБ П.А. Трайнин со своим штабом перешел на эсминец «Грозящий».
8 июля ценное имущество с Виртсу было эвакуировано на Муху, а железнодорожные линии и подвижной состав были уничтожены. В тот же день основные силы 217-й пехотной дивизии противника, захватив Пярну, продолжали наступление вдоль железной дороги Пярну — Таллин. Отдельные отряды моторизованной пехоты противника вели наступление вдоль побережья в направлении Виртсу и Хапсалу. 10 июля немцам удалось прорваться в район Виртсу и обстрелять остров Муху и наши катера и буксиры, стоявшие на рейде.
После оставления Рохукюля Прибалтийская военно-морская база решением Военного совета от 10 июля, просуществовав на новом месте всего 8 суток, была расформирована.
Военный совет флота приказал коменданту БОБРа генералу А.Б. Елисееву и командиру OЛCa В.П. Дрозду организовать высадку десанта, поддержать его артиллерией с берега и кораблей, авиацией, выбить противника с Виртсу и удерживать пристань. На рассвете 18 июля после небольшой артиллерийской подготовки с эсминцев и береговой батареи № 43 десант был высажен, разбил противника и отбросил его на 50 км к Пярну.
Во второй половине июля был восстановлен военный порт Рохукюля, который снабжал базировавшиеся в Моонзунде корабли и части, располагавшиеся на островах.
Вся ответственность за оборону Моонзундских островов и Рижского залива возлагалась на коменданта БОБРа генерал-майора А.Б. Елисеева, в распоряжение которого были переданы силы, ранее входившие в состав Прибалтийской базы. Два сторожевых корабля и три эсминца отряда легких сил, ранее только взаимодействовавшие с Прибалтийской базой, перешли в полное подчинение коменданта БОБРа.