Phương diện quân Leningrad được thành lập ngày 27 tháng 8 năm 1941 dựa trên chỉ lệnh của Bộ tổng tư lệnh tối cao Liên Xô (STAVKA) ra ngày 23 tháng 8 năm 1941 về việc chia Phương diện quân Bắc ra thành phương diện quân Karelia và phương diện quân Leningrad. Biên chế gồm các tập đoàn quân 8, 23, 48, các cụm tác chiến Koporskaya, Nam và Slutsk Kolpinsky. Sau đó được bổ sung thêm các tập đoàn quân xung kích 1, 2, 4; cận vệ 6, 10; 3, 13, 15, 20, 21, 22, 42, 51, 52, 54, 55, 59, 67. Nhiệm vụ của phương diện quân là phòng thủ Leningrad ngăn không cho quân Đức chiếm được thành phố này.[1]

Ngày 30 tháng 8 năm 1941, phương diện quân được phối thuộc thêm Hạm đội Baltic. Ngày 08 tháng 9 năm 1941, các trận chiến đấu đã diễn ra trong sự phong tỏa Leningrad của quân Đức. Đến cuối tháng 9, các cuộc tấn công của quân Đức tạm dưng. 17 tháng 12 năm 1941, các đơn vị ở cánh trái phương diện quân được tổ chức thành Phương diện quân Volkhov. Một số nỗ lực để giải phóng Leningrad đã không thành công. 25 tháng 11 năm 1942, các đơn vị không quân của phương diện quân Leningrad hợp nhất thành tập đoàn quân không quân 13. Tháng 1 năm 1943, phương diện quân Leningrad cùng với phương diện quân Volkhov đã phá vỡ sự phong tỏa Leningrad của quân Đức, Leningrad lại được nối liền với Liên Xô.[1]

Các cuộc tấn công để phá bỏ sự phong tỏa của quân Đức bắt đầu vào năm 1944. 21 tháng 4 năm 1944, các đơn vị ở cánh trái phương diện quân Leningrad được hợp nhất thành Phương diện quân Baltic 3. Các đơn vị của phương diện quân đã giair phóng eo đất Karelia, Vyborg, buộc Phần Lan phải rút khỏi chiến tranh. Tháng 9-11 năm 1944, phương diện quân Leningrad tham gia giải phóng các quốc gia ở vùng Baltic, gồm Estonia và quần đảo Moonsund, đây là các chiến dịch cuối cùng của phương diện quân Leningrad. 16 tháng 10 năm 1944, tập đoàn quân 67 của phương diện quân Baltic 3 chuyển cho phương diện quân Leningrad.[1]

Ngày 24 tháng 7 năm 1945, theo chỉ lệnh của STAVKA ra ngày 09 tháng 7 năm 1945, phương diện quân được tổ chức lại thành Quân khu Leningrad.[1]