Уже в начале июля Военный совет КБФ стал проявлять беспокойство за свой тыл, особенно в южном направлении. Командующий флотом доложил Наркому, что телеграфная и телефонная связь с сухопутными частями нарушена. Авиаразведка доносила, что танки противника двумя колоннами движутся одна на Псков, другая на Валк, то есть Таллин. Однако главком Северо-Западного направления маршал К.Е. Ворошилов и его штаб также не знали обстановку.
После войны нарком ВМФ Н.Г. Кузнецов в своих мемуарах писал: «Нам в Наркомате ВМФ следовало именно в эти первые дни июля самим верно оценить обстановку, сделать реальный прогноз в отношении Таллина и решительно настаивать в Ставке: «Если хотим подольше удержать Таллин, необходимо отвести туда всю 8-ю армию и спешно создать несколько линий обороны». Но, надо признаться, в первой половине июля мы больше следили за событиями на суше около наших баз, чем руководили ими». (Н.Г. Кузнецов «На флотах боевая тревога». Стр.41–42.)
В связи с отступлением советских войск из Прибалтики ВС КБФ в начале июля принял ряд мер на случай вынужденной эвакуации главной базы. 3 июля был подписан приказ комфлота о подготовке флота к переходу в Кронштадт. В соответствии с ним командующий флотом с походным штабом (9 офицеров) должен был идти на эсминце «Яков Свердлов» (этим кораблем В.Ф. Трибуц командовал с 1935 по 1937 г.), а начальник штаба и второй эшелон штаба — на крейсере «Киров» (ЗФКП). Предполагалось ФКП флота перенести в Лужскую губу. Однако Главное командование Северо-Западного направления считало, что командованию флота целесообразно остаться в Таллине. Нарком ВМФ Н.Г.Кузнецов доложил об обстановке И.В. Сталину, на что тот заметил: «Таллин нужно оборонять всеми силами». С этого момента флот стал принимать меры для организации обороны Таллина. Ведь Таллин не только база флота, но и столица Эстонской ССР. К этому времени уже были оставлены четыре столицы союзных республик — Рига, Вильнюс, Кишинев, началось сражение за Киев.
14 июля помощник главкома Северного и Северо-Западного фронтов, заместитель наркома ВМФ адмирал И.С. Исаков направил ВС КБФ задачи флота из сложившейся обстановки. В нем, в частности, говорилось: ОЛСу оставаться в Таллине до того момента, когда обстановка на фронте вынудит разрушить базу и начать отход по суше, поддержать огнем кораблей борьбу за Таллин. Отряд поддержки (не менее 4 ЭМ с ТЩ и МО) — не уходить до начала движения береговых частей с полуострова Вимси. То есть предполагалось, что фронт будет организованно отходить на восток, а флот оказывать ему поддержку. Тогда еще не предполагалось, что Таллин будет блокирован с суши.
Командование Северо-Западного фронта, на которое было возложена ответственность за оборону Прибалтийских республик, в силу сложившейся обстановки на фронте не смогло принять необходимых мер для обороны ГВМБ КБФ Таллина; Пришлось эту задачу выполнять флоту. 15 июля Военный совет КБФ поручил инженерному отделу флота строительство оборонительных сооружений. 5 августа был создан штаб обороны ГБ.
На подходах к Таллину были сооружены три линии обороны. Главный рубеж протяженностью 50 км проходил в 9-12 км от города. По окраине города проходила городская линия обороны, а в самом городе строились баррикады и оборудовались узлы сопротивления. Для систематического огневого содействия сухопутным войскам на приморском фланге был выделен отряд огневой поддержки в составе канонерских лодок «Москва» и «Амгунь».
Немецкими войсками 5 августа была занята станция Тапа, перерезаны железная дорога и шоссе, развернулись бои на дальних подступах к городу. К 8 августа войска противника вышли на побережье залива в районе Локса — Кунда. 8-я армия оказалась разделенной на две изолированные части: 10-й стрелковый корпус остался в районе Таллина, 11-й отходил к Нарве. В тот же день, 8 августа, авиацией противника в бухте Хара-Лахт у местечка Локса был потоплен эсминец «Карл Маркс».
Все попытки 8-й армии восстановить положение встречными ударами 10-го и 11-го корпусов успехом не увенчались.
9 августа части 10-го СК перешли в наступление и продвинулись на восток на 12–22 км. В этом продвижении частям корпуса содействовали канонерские лодки «Москва», «Амгунь», бронепоезд, ВВС КБФ. Но в связи с откатом восточной группировки 8-й армии далее на восток наступление было отменено, и командованию 10-го СК было приказано «действовать по обстановке». Части корпуса начали отходить на запад к Таллину. Таким образом, 10-й СК оказался у Таллина не потому, что имел задачу оборонять главную базу флота, а потому, что не сумел отступить на восток вместе с 8-й армией. Если бы корпус прорвался на восток, судьба Таллина была бы решена в считаные дни.
Таллин оказался блокирован с суши, связь с Кронштадтом и Ленинградом была возможна только морем.
Наступавшие на город 4 немецкие дивизии более чем в два раза превосходили по численности силы, его оборонявшие (10-й стрелковый корпус, отряды морской пехоты, рабочие полки).
Численность войск 10-го СК на 20 августа составляла 18,5 тыс. человек. В распоряжении 10-го СК оставались только два артполка, противотанковый дивизион, зенитный дивизион и полковая артиллерия (64 орудия среднего и малого калибров). Этого было очень и очень мало, учитывая серьезные потери в материальной части, понесенные в предыдущих боях. А входивший в его состав 47-й корпусной артиллерийский полк отошел вместе с 11-м стрелковым корпусом в направлении Нарвы. В корпусе почти не было танков.