Tập đoàn quân thiết giáp số 4 của Cụm Tập đoàn quân Bắc lúc này tiến quân theo hai hướng, dẫn đầu là các mũi xung kích của Sư đoàn thiết giáp số 41 và số 56. Mục tiêu của quân Đức là vượt sông Nieman và sông Dvina Tây, hai chướng ngại tự nhiên lớn nhất cản đường quân Đức tiến tới Leningrad.

Các máy bay ném bom của Đức đã phá hủy nhiều trung tâm thông tin liên lạc, nhiều căn cứ hải quân và đặc biệt là các sân bay của Hồng quân; từ khu vực Riga cho tới Kronstadt, ở Šiauliai, Vilnius và Kaunas bom đạn được trút xuống các mục tiêu được xác định và lựa chọn cẩn thận. Các máy bay của Hồng quân đã ở trong tình trạng báo động được 1 tiếng đồng hồ, nhưng chúng vẫn nằm ì ở các sân bay khi trận mưa bom đầu tiên của quân Đức quét qua.

Vào lúc 9 giờ 30 sáng ngày 22 tháng 6, Thượng tướng Kuznetsov hạ lệnh cho Quân đoàn cơ giới số 3 và số 12 rút về các vị trí phản công, dự định dùng các lực lượng này để đánh bọc sườn các tập đoàn quân thiết giáp số 4 Đức đang tiến thẳng tới bờ sông Dubysa (Dubissa). Đến giữa trưa, các sư đoàn Hồng quân bắt đầu tháo lui. Quân Đức liền quay đầu tiến về Raseiniai, nơi Kuznetsov tập trung các lực lượng thiết giáp cho đợt phản công lớn vào ngày hôm sau. Đến chiều tối thì Hồng quân rút tới bờ sông Dubysa. Ở Tây Bắc Kaunas, các đơn vị đi trước của quân đoàn thiết giáp số 56 do tướng Von Manstein chỉ huy đã tiến đến sông Dubysa và chiếm lấy cây cầu Ariogola bắc ngang qua nó. Đây là một thắng lợi quan trọng vì nếu không có nó thì các lực lượng tăng thiết giáp Đức sẽ kẹt cứng trong một cái mương tự nhiên khổng lồ. Tuyến phân cách tại Dvinsk đã được loại bỏ. Trong khi đó ở phía Nam Vilnius thì các lực lượng của Tập đoàn quân thiết giáp số 3 (Đức) đã chọc thủng phòng tuyến của Tập đoàn quân số 11 của Liên Xô, và vượt qua sông Nieman trên những cây cầu còn nguyên vẹn.

Đến cuối ngày 22 tháng 6, mũi xung kích của các lực lượng thiết giáp Đức đã vượt qua sông Nieman và tiến sâu đến 80 cây số. Ngày hôm sau, tướng Kuznetsov hạ lệnh cho các lực lượng thiết giáp của mình chặn đánh quân địch. Ở khu vực gần Raseiniai, Quân đoàn thiết giáp số 41 của Đức bị 300 xe tăng Liên Xô thuộc Tập đoàn quân thiết giáp số 3 và số 12 phản công. Trận đấu xe tăng kéo dài suốt bốn ngày. Ở khu vực này, lần đầu tiên quân Đức chạm trán với các xe tăng KV của Hồng quân. Sư đoàn xe tăng số 2 của tướng E. N. Solyalyankin tấn công và đánh tan các đơn vị của Tập đoàn quân số 4 tại gần Skaudvilė vào ngày 23 tháng 6. Các xe tăng Panzer 35(t) và các vũ khí chống tăng của Đức lúc đó không thể xuyên phá nổi vỏ giáp của các xe KV: nhiều xe KV đã hết đạn nhưng vẫn tiêu diệt được thêm nhiều quân Đức bằng cách... cán qua họ.[3] Ngày hôm sau, chỉ một chiếc KV-2 tại giao lộ trước Raseiniai đã chặn đứng các đơn vị của sư đoàn thiết giáp số 6 (Đức) - vốn vừa mới thiết lập một bàn đạp trên bờ bên kia của sông Dubysa. Chiếc xe tăng này bị bắn phá bởi đủ thứ pháo chống tăng mà vẫn không hề hấn gì và đã cản bước tiến của sư đoàn số 6 trong suốt cả một ngày cho đến khi nó cạn sạch đạn dược.[4][5][6]

Ở phía Nam, cho đến ngày 23 tháng 6, Trung tướng Morozov, Tư lệnh Tập đoàn quân số 11 hạ lệnh cho các đơn vị vừa rút lui đến vị trí của pháo đài cổ Kaunas trên bờ sông Nieman phải di chuyển đến khu vực Jonava cách đó 30 dặm về phía Đông Bắc. Đến chiều ngày 25 tháng 6, Tập đoàn quân số 8 của Hồng quân rút về Riga, còn Tập đoàn quân số 11 rút theo hướng Vilnius về sông Desna. Một lỗ hổng xuất hiện trên mặt trận của Hồng quân kéo dài từ Ukmergė đến Daugavpils.

Ngày 26 tháng 6, các sư đoàn thiết giáp Đức đã chọc thủng đội hình của các quân đoàn cơ giới Hồng quân và bắt đầu bao vây chúng. Tuy nhiên, các quân đoàn cơ giới số 3 (đã chịu nhiều thiệt hại nặng sau các trận giao tranh[7]) và số 12 đã thoát khỏi vòng vây của quân Đức, nhưng họ cũng lâm vào tình trạng cạn sạch đạn dược và nhiên liệu.

Hạm đội Baltic của Hồng quân bắt đầu rút khỏi các căn cứ hải quân ở Liepāja, Windau và Riga từ ngày 26 tháng 6. Trong khi đó, quân đoàn thiết giáp số 56 của Von Manstein tiến nhanh đến sông Tây Dvina và nhanh chóng chiếm lấy cây cầu ở khu vực Dvinsk trước khi Hồng quân kịp phá hủy nó.