Đợt tấn công vào Riga của quân đội Liên Xô mở màn vào ngày 14 tháng 9 năm 1944. Trước sức tấn công mạnh mẽ của phía Liên Xô, chỉ trong vòng 4 ngày, thương vong của Tập đoàn quân số 16 (Đức) đã lên tới mức rất nghiêm trọng, trong khi đó 10/16 sư đoàn của Tập đoàn quân số 18 (Đức) bị thiệt hại nặng tới mức chỉ còn tồn tại dưới dạng cụm tác chiến (Kampfgruppe) level.[2] Tại khu vực phía Bắc dọc theo tuyến hồ Võrtsjärv – sông Väike Emajõgi – đầu mối giao thông đường sắt giữa thành phố Valga và sông Gauja, phương diện quân Baltic 3 cũng tấn công dữ dội vào vị trí của quân đoàn số 28 (Đức) và lực lượng dân vệ SS Estonia.[3] Các lực lượng Đức và Estonia đã chống cự kịch liệt nhằm giữ vững vị trí trước các đợt tấn công của quân đội Liên Xô.[1]

Từ phía Nam, Tập đoàn quân số 43 (Liên Xô) cũng đang đánh mạnh vào khu vực Riga, nơi quân đoàn số 10 của Đức vừa mới bị đánh tan.[2] Trước tình hình khẩn cấp, Cụm Tập đoàn quân Bắc gấp rút tổ chức rút quân về Latvia và bán đảo Kurland. Trong khi đó, ngày 16 tháng 9, quân đoàn thiết giáp số 39 thuộc Tập đoàn quân thiết giáp số 3 (Đức) cũng tổ chức chiến dịch Cäsar tấn công vào nút giao thông Šiauliai[4] với binh lực gồm 3 sư đoàn thiết giáp thiếu biên chế (số 5, số 15 và số 17) và sư đoàn thiết giáp xung kích "Đại Đức" nhằm trục quân đội Liên Xô khỏi nút giao thông Šiauliai. Nhưng một lần nữa, quân Đức tiến quân rất vất vả và sau nhiều ngày chiến đấu chỉ đột phá được vài dặm. Chiến thuật "Chiến tranh chớp nhoáng" của Đức từng làm mưa làm gió trong quá khứ đã tỏ ra không có tác dụng trước hàng phòng ngự rắn chắc và nhiều tầng nhiều lớp do quân đội Liên Xô bố trí. Phía sau lưng tập đoàn quân cận vệ số 2 - đơn vị chịu đòn tấn công chính của Đức - Phương diện quân Baltic 1 đã tổ chức thêm một tuyến phòng ngự nữa với hai sư đoàn bộ binh và một số lữ đoàn chống tăng. Đồng thời, các đơn vị Liên Xô vốn sở hữu một số lượng lớn các pháo chống tăng đủ loại và đã gây thiệt hại nặng nề cho các mũi xe tăng Đức. Thêm vào đó, tập đoàn quân xe tăng số 5 (vừa được điều về từ Kaunas), quân đoàn xe tăng số 1 và quân đoàn cơ giới cận vệ số 3 đã nhanh chóng được tung vào mặt trận. Dưới sự yểm hộ mạnh mẽ của không quân, các lực lượng này đã chặn đứng cuộc phản công của quân đội Đức Quốc xã.[5]

Trong thời gian này, Đại bản doanh Bộ tổng tư lệnh Tối cao Liên Xô STAVKA đã bí mật chuẩn bị một cuộc tấn công theo hướng khác, được che đậy khéo léo dưới vỏ bọc của cuộc chiến tại Riga. Kế hoạch về đợt tấn công này được công bố trong một chỉ thị của Đại bản doanh ngày 24 tháng 9 năm 1944.[6]. Ngày 27 tháng 9, lực lượng trinh sát của Tập đoàn quân số 16 (Đức) bắt đầu báo cáo về các hoạt động chuyển quân của phía Liên Xô ra khỏi khu vực này để đi về hướng Tây Nam.[2] Thật vậy, các tập đoàn quân xung kích số 4 và 51 (Liên Xô) đã được điều sang phía Nam để chuẩn bị cho một cuộc tấn công lớn theo hướng Memel do Phương diện quân Baltic 1 thực thi. Từ ngày 24 tháng 9 đến 4 tháng 10, 50 sư đoàn bộ binh, 15 lữ đoàn xe tăng và 93 trung đoàn pháo binh đã được bí mật điều đến vị trí tác chiến mới[5]. Tình báo Đức tuy phát hiện được các cuộc chuyển quân của Liên Xô nhưng không phát hiện được điểm tập kết của các đơn vị này.[7] Và cứ cho là quân Đức nhận diện được các đợt chuyển quân của phía Liên Xô thì mọi thứ đã quá muộn vì phía Đức không có thời gian để chuẩn bị phương án đối phó.[5] Kết quả, Tập đoàn quân thiết giáp số 3 (Đức) tại hướng Memel bị đánh tan, tàn quân của nó bị nhốt trong một "pháo đài" ở thành phố Memel còn các tuyến đường bộ đi từ vùng Baltic đến Đông Phổ đã bị quân đội Liên Xô cắt đứt. Cụm Tập đoàn quân Bắc chính thức bị cắt rời khỏi lực lượng chính của quân đội Đức quốc xã. Ngày 9 tháng 10, tư lệnh Cụm Tập đoàn quân Bắc, thượng tướng Ferdinand Schoerner thông báo rằng sẽ tấn công giải cứu cho Memel và nối lại tuyến liên lạc cho Cụm Tập đoàn quân Bắc nếu quân Đức có thể kịp thời di tản khỏi Riga[8], tuy nhiên lời hứa này vĩnh viễn không thực hiện được.

Tại mặt Đông, các Phương diện quân Baltic 2 và 3 tiếp tục gia tăng sức ép lên Riga; thành phố đã bị pháo kích dữ dội ngay từ ngày 10 tháng 10. Tập đoàn quân số 16 buộc phải triệt thoái khỏi thủ đô Latvia để rút về Kurland, phá hủy hết cầu cống trên đường rút quân và giao nhiệm vụ chặn hậu cho các lực lượng thuộc sư đoàn bộ binh số 227 và sư đoàn phòng không cơ giới hóa số 6.[8] Ngày 13 tháng 10, Phương diện quân Baltic 3 giải phóng Riga. Đến ngày 16, phương diện quân này bị giải thể và binh lực của nó được chuyển giao cho các Phương diện quân Baltic 1 và 2. Phương diện quân Baltic 2 tiếp tục cuộc tấn công, quét sạch quân Đức khỏi bờ Đông sông Lielupe vào ngày 17 tháng 10[9] và đến ngày 22 tháng 10 tiến tới Tukums, phối hợp với Phương diện quân Baltic 1 cô lập Cụm Tập đoàn quân Bắc tại Kurland. Hạm đội Baltic cũng áp sát vùng duyên hải vịnh Riga, tổ chức pháo kích và đánh chặn các cuộc đào thoát bằng đường biển của Cụm Tập đoàn quân Bắc.