Sau khi chiếm được các cây cầu trên sông Dvina và thành phố Dvinsk, các đơn vị tiên phong của Quân đoàn xe tăng số 56 bắt đầu củng cố các bàn đạp trên sông Dvina. Ngày 25 tháng 6, Nguyên soái Semyon Timoshenko ra lệnh cho Thượng tướng F. I. Kuznetsov thiết lập một phòng tuyến trên sông Dvina Tây bằng cách điều Tập đoàn quân số 8 đến trấn giữ đoạn hữu ngạn của sông trên tuyến Riga - Livani trong khi tập đoàn quân số 11 giữ hữu ngạn của tuyến Livani - Kraslava. Kuznetsov cũng quyết định điều Tập đoàn quân số 27 của Thiếu tướng Berzarin từ Dago, Osel, Riga tới Daugavpils. Trong lúc đó, Bộ tổng tư lệnh tối cao Liên Xô Stakva điều sư đoàn cơ giới số 21 của Thiếu tướng Lelyushenko (với 98 xe tăng và 129 khẩu pháo) từ quân khu Mạc Tư Khoa đến phối hợp với Tập đoàn quân số 27.

Vào 5 giờ chiều ngày 28 tháng 6, Lelyushenko theo lệnh của F. I. Kuznetsov đã tấn công các bàn đạp của quân Đức gần Daugavpils. Von Manstein dừng quân ở Dvina, nhưng hôm sau ông ta tấn công tuyến đường Daugavpils-Ostrov. Chiều ngày 29 tháng 6, tại Riga, quân Đức vượt sông Dvina bằng các cây cầu đường sắt. Ngày hôm sau Hồng quân lui về khu vực hữu ngạn của sông Dvina và đến ngày 1 tháng 7 thì rút về Estonia. Một cơ hội nghìn vàng cho quân Đức xuất hiện: nếu các đơn vị thiết giáp tiếp tục tấn công ráo riết thì Hồng quân sẽ không có thời gian lập một phòng tuyến vững chắc bảo vệ Leningrad. Tuy nhiên các đơn vị thiết giáp nhận lệnh phải đợi các đơn vị bộ binh tiến theo kịp thời, và rốt cục họ phải đợi cả tuần.

Nguyên soái Timoshenko đã cách chức F. I. Kuznetsov và từ ngày 4 tháng 7 người thay ông chỉ huy Phương diện quân Tây Bắc chính là Thiếu tướng Sobennikov. Ngày 29 tháng 6 Timoshenko ra chỉ thị: nếu Phương diện quân Tây Bắc phải bỏ phòng tuyến sông Dvina thì họ chỉ được phép lui tối đa đến phòng tuyến Velikaya và phải cố sức giữ vững trận địa tại đây để cho các đơn vị Hồng quân có đủ thời gian đứng vững chân tại trận địa. Tuy nhiên ngày 8 tháng 7 phòng tuyến sông Velikaya nhanh chóng bị chọc thủng và quân Đức chiếm được các tuyến đường, các cây cầu bắc ngang sông Velikaya trước khi Hồng quân kịp phá hủy chúng. Ngày hôm sau (9 tháng 7) đến lượt Pskov thất thủ. Thế là Tập đoàn quân số 11 buộc phải rút tới khu vực Dno. Việc phòng tuyến của Phương diện quân Tây Bắc bị đập vụn ở Velikaya và việc quân Đức tiến nhanh tới Luga đã gây ra nhiều tai họa cho Hồng quân, và Tập đoàn quân số 8 bị quân Đức dồn tới tận Vịnh Phần Lan và bao vây tại khu vực Tallinn. Tuy nhiên việc quân Đức tạm thời dừng chân đã giúp Hồng quân có thời gian tăng cường lực lượng phòng thủ Leningrad: các sự kiện tiếp theo cho thấy chiến sự ở Leningrad đúng là một quả đắng cho Cụm Tập đoàn quân Bắc.