1942年6月，梅列茨科夫再次被任命为沃尔霍夫方面军司令，除原辖4个集团军外，还增加了2个集团军和1个空军集团军。该方面军于1943年年初与列宁格勒方面军共同突破了列宁格勒的封锁。1944年，又胜利地进行了诺夫哥罗德-卢加战役。
1944年2月中旬，梅列茨科夫被紧急召到大本营。召见的原因是撤消他所领导的沃尔霍夫方面军，军队转隶给列宁格勒方面军，而他则被任命为卡累利阿方面军司令员。
对这种变动，梅列茨科夫并不怎么高兴。因为他希望到熟悉的白俄罗斯战场去。但斯大林回答说：“你对北方也是熟悉的。同时，你又有在复杂的森林沼泽地实施进攻战役的经验。何况早在1939年至1940年苏芬战争期间，你就在维堡方向指挥过集团军，并且突破了曼纳海姆防线。眼下，派一个对该战区特点一无所知，又没有在卡累利阿和极圈地区作战经验的人到卡累利阿方面军去，是不妥的，因为这会延误歼敌的组织工作。”
随后，大本营概略说明了卡累利阿方面军面临的任务：在1944年夏秋战局中，通过广泛的进攻解放卡累利阿，肃清佩特萨莫（佩琴加）地区的法西斯德军。卡累利阿方面军长期担任防御任务，军队和指挥员都没有实施大规模进攻战役的经验，因此大本营除调换方面军司令员外，还决定把沃尔霍夫方面军的指挥机关调到卡累利阿。新调去的有经验的人员一到达，就要采取积极的战斗行动。
接受命令以后，梅列茨科夫便出发到卡累利阿方面军司令部当时的所在地白海城。几天以后，沃尔霍夫方面军的指挥机关也来到该地。在它的基础上建立了卡累利阿方面军的指挥部，到2月底便开始工作。参谋长是新上任的皮加列维奇将军。
卡累利阿方面军是在战争初期组建的，他们在这一地区坚守了将近3年。该地区从巴伦支海冰冷的水面到拉多加湖，绵延1000多公里。战线穿过极圈内地区的冻土地带和天然石林，沿着卡累利阿的无数河流湖泊、森林和沼泽南下，屏护着从摩尔曼斯克、白海直至基洛夫铁路的各条道路干线。
卡累利阿方面军的布防情况是：在摩尔曼斯克方向是第十四集团军，在坎达拉克沙方向是第十九集团军，在乌赫塔方向是第二十六集团军，在梅德韦日那戈尔斯克方向是第三十二集团军，在斯维里河沿岸是第七集团军。各集团军的阵地基本上都屏护着道路和便于军队通行和机动的道路邻近地带。各阵地之间是一片被天然石林、原始森林和泥泞沼泽覆盖的渺无人烟的荒漠。与苏军对峙的北段是德军第二十拉普兰集团军所辖各军，南段是芬兰军队。
通过研究地形和敌情，与各集团军司令员、军长和师长会面，梅列茨科夫认为，集中主力的最有利方向是坎达拉克沙，从该方向可把第二十拉普兰集团军分割成两个相互隔绝的集团；辅助突击最好在摩尔曼斯克方向实施。
方面军司令部的意见是，必须选择对难以通行的地形上的敌防御阵地的暴露翼侧实施深远迂回作为基本的机动样式，并派出为此目的而受过专门训练的部队实施。
但是，既要在坎达拉克沙方向，又要在摩尔曼斯克方向建立必要的进攻集团，仅靠他们自己的兵力是不够的。因此，2月28日，梅列茨科夫在向大本营上报战役企图时，请求给方面军增派兵力。
大本营同意方面军上报的解放北部边疆的计划，并指示不必等待命令，立即开始战役准备。各部队立即加紧准备各个方向的进攻行动。方面军接受任务后，整修了道路，构筑了预备发射阵地和辅助观察所。在个别地点，部队还进行了局部的战斗行动，以便取得有利的出发地位。通过协调，在坎达拉克沙方向和摩尔曼斯克方向的军队，依靠从方面军其他地段调来的部队，逐步得到加强。
为了在通行困难的地段实施进攻，梅列茨科夫命令把各海军步兵旅、独立滑雪旅和独立滑雪营新编组成轻步兵第一二六和第一二七军。这两个军与主力兵团不同，其所属分队既没有汽车，也没有马车，步兵重武器、火炮、迫击炮、通信器材、弹药都靠驮载输送。
部队练习了在山林地战斗的本领，练习了以自身力量铺设急造军路和在没有道路的情况下实施深远迂回的技能。各司令部研究了预定的行进路线，仔细考虑了行军纵队的编成，探讨了最合理的物资配备方案和有效的保障方法。
4月和5月，苏军各集团军的领导人、方面军首长组织了战役战术导演，在导演中推演了即将进行的战斗行动进程。然后，各师实施了一连串观摩战术演习和首长司令部导演，各师长、团长、参谋长和作战科长都参加了集训。
5月30日，大本营给卡累利阿方面军下达了任务：把芬兰军队赶出南卡累利阿。6月3日，梅列茨科夫和参谋人员来到了预定渡过斯维里河实施主要突击的第七集团军，并在洛杰伊诺那波列地区从河南岸进行了现地勘察。
纳粹军队彻底破坏了该城。原来街道所经之处，现在是一人深的堑壕。在房屋的砖石废墟下，则是观察所和避弹所。芬军的防御依稀可见，沿着对岸是弯弯曲曲的堑壕，河中坚立着缠着铁丝网的桩砦。
现地勘察后，方面军首长定下了最后决心：沿拉多加湖北岸向奥洛涅茨、萨尔米、皮特凯兰塔和索尔塔瓦拉方向实施主要突击。这包含三方面的意义：在战术上，能同切罗科夫海军少将的海军区舰队协同动作；在战略上，合围在奥涅加湖以此作战的芬军；因政治上，能取捷径前出到苏芬边境。在这个方向上有重兵器可利用的道路，攻击筑垒地域时通常要用重兵器。在洛杰伊诺那波列与萨沃泽罗湖之间，在奥洛涅茨丘陵地之间，有恰索文纳亚山。方面军把辅助指挥所设在山上，从这里对战役实施指挥。
斯维里河涨水后有的地方宽达半公里。交战将在斯维里河上开始。军队接受的任务是：分割斯维里一彼得罗扎沃茨克敌军集团并强渡斯维里河。
6月9日，梅列茨科夫同集团军军事委员会委员什特科夫被召至克里姆林宫。斯大林告诉他们，列宁格勒方面军必须突破芬兰防线，但他们需要援助。为此目的，卡累利阿方面军必须迅速粉碎斯维里一索尔塔瓦拉敌军集群。战役准备不得超过10天。拟定完成任务的方案，要在出席这次谈话的华西列夫斯基、朱可夫和安东诺夫参加下在大本营进行。
当时，卡累利阿方面军的所有预备队部队都已集中在摩尔曼斯克和坎达拉克沙方向。在洛杰伊诺那波列地域只有第七集团军的1个步兵军和2个步兵旅。为了实施战役，苏军预先已准备了容纳补充兵力的战场：挖好了3个步兵军的堑壕和炮兵发射阵地。但是，突破筑垒地带需要3个步兵军，而用于随后的发展突破，还需要1个步兵军。另外，还需要1个突破炮兵师和1个轰炸航空兵师。
当梅列茨科夫报告了全部情况时，斯大林说：“你已经有一个步兵军；我们再给你两个步兵军，再给一个炮兵师。至于航空兵师，将指示空军元帅诺维科夫派列宁格勒方面军的航空兵向配置在你们当面的芬军出动一两次。他将去你处协商。”
梅列茨科夫当场坚持请求再给一个步兵军用于发展突破，斯大林最后同意了。
梅列茨科夫高高兴兴地出发到了第七集团军指挥所。克鲁季科夫和所有兵种首长都已到了该地。梅列茨科夫听了集团军司令员的报告后，便下了最后决心：首先强渡斯维里河，夺取从洛杰伊诺那波列到马谢利加地段的基洛夫铁路，解放奥洛涅茨和彼得罗扎沃茨克两市。
主要突击仍像原先决定的那样，由第七集团军向索尔塔瓦拉方向实施。同时，第三十二集团军向梅德韦日耶戈尔斯克，尤斯特湖方向与第七集团军相向实施辅助突击，由北面迂回彼得扎沃茨克的芬军集群。这样，通过两个向心突击，就能消灭南卡累利阿之敌。
最艰难的地段仍然是350米宽，8到11米深的斯维里河。拦河有一座斯维里3号大型水利枢纽，坝高18米，贮水1.25万立方米。这就加重了部队的任务。当前，由于任务的需要，必须从水利枢纽的下游克服这个水障。如果芬兰人打开闸门怎么办？那时河水汹涌而下，渡河将告破产。梅列茨科夫对战役计划做了修改，决定在适当的时候炸毁这个水闸。
第七和第三十二集团军的当面之芬军分别有7.6万人、580门火炮和5.4万人、380门火炮。苏军决定把该集团分割成几部分，向战役纵深前进200余公里，大约在40天内消灭该敌，前出至苏芬边界。
卡累利阿方面军南翼军队将在1944年6月22日前一天开始进攻。列宁格勒方面军则提前10天便在卡累利阿地峡发起了进攻。他们在短时期内突破了德军的强大筑垒工事，攻占了维堡市，恢复了战前的国界，这就方便了卡累利阿方面军完成斯维里-彼得罗扎沃茨克战役的任务。
6月21日11时45分，苏军的炮火准备开始了，一批批轰炸机同时袭击了芬军阵地。在持续三个半小时的爆炸声中，一个个团队在静静地等待着。在刹那间的闪光中，密密麻麻的铁丝网障碍物变成扭曲的构件和碎片在眼前飞起，随后又堕入灰蒙蒙的烟雾中，当河上、湖上的烟雾最终消失后，左方便显露出连接拉多加湖的低洼旷野。
炮火准备又进行了75分钟后，侦察梯队用了5分钟就在4公里宽的地带渡过了斯维里河，并在芬军障碍物中开辟了通路。被拔掉了牙齿的芬军惊慌失措。就在他们的眼皮下，200辆水陆两用汽车和其他浮游器材下了河，几个航次就把米罗诺夫将军的近卫第三十七军的战士们送上了对岸，近卫战士们突破了芬军防御，扩大了登陆场。
当天色黄昏，太阳下山时，苏军工兵已架好2座桥梁和20座门桥。接着，主力和坦克投入了战斗。
这时，第三十二集团军也转入全面进攻。有些兵团进展得较快。第三一三师于6月21日凌晨便悄俏地强渡了白海一波罗的海运河，随后攻占了波韦涅茨市。该师战士们利用林中小路向梅德韦日那戈尔斯克迅速前进。
当第七集团军的坦克隆隆地开上斯维里河上的门桥时，第三十二集团军已进入平杜什市。第三十二集团军以其左翼继续从北转向奥涅加湖，其中央向前延伸，这样就扩大了登陆场。集团军预备队向彼得罗扎沃茨克方向不断发展胜利。
奥涅加湖的各个湖湾伸向西北，吞没了这里的广大幅员。湖湾所到之处常有冰川流过。过去，卵石和冰块曾一度向前涌动，汹涌地汇入灰色的湖水中。原来的森林王国变成了水乡，又出现许多沙洲。往西100公里，沼泽地逐渐被丘陵代替，波罗索泽罗湖就在这里，丘陵地南缘与曼谢利基梯地相连。现在，苏军第三十二集团军的战士们正是沿这两个方向迅速前进。
通过卡累利阿首府的口子终于形成了。从彼得罗扎沃茨克到苏奥耶尔维的铁路是穿过这个口子的大动脉，但苏军航空兵通过密集空袭已炸毁了这条铁路。第七集团军从南面推进。芬军仍指望固守奥涅加湖西岸，但奥涅加湖区舰队往这里输送了登陆兵。
到6月28日，苏军一个旅攻占了彼得罗扎沃茨克。当戈列连科的第三十二集团军由北向南屡战屡进的时候，克鲁季科夫的第七集团军也沿拉多加湖湖岸迎头前进。最初战线截断了这里的斯维里河河床。斯维里河从奥涅加环形运河延伸，直到新拉多加运河。
第七集团军左翼的堑壕与河湾重叠，而右翼的阵地则离开河床，向南退缩。当强渡斯维里河时，第七集团军左翼一面扩大登陆场，一面向西北前伸。这里又是苏军的主要突击方向。这时，右翼刚接近到斯维里河。河流与战线相互交叉，而在波德波罗日耶就形成了直角。苏军为占领该地付出了代价，但防线终于崩溃了。
当时，芬军死守着拉多加湖湖岸，在奥洛涅茨筑垒地域对苏军的进攻抵抗尤为凶猛。当时拉多加湖区舰队在奥洛涅茨以北输送了登陆兵，切断了芬军的交通线。当芬军第五军仓促从原防御地区撤退时，芬军指挥部又把从波德波罗日耶地段撤下的师用于实施翼侧突击，企图截击苏军攻击的步兵部队。
另一方面，萨尔米亚格沼泽又挡住了通往奥洛涅茨的道路。连在本国已经习惯了沼泽湖溏地区生活的芬兰人也认为这里的地形是无法通行的。但苏联士兵在芬军的火力下在这里修筑了道路。后来，他们又不断修整了这条路，克服了沼泽，并尾随敌后突入敌筑垒地域的后方。
当芬军从奥洛涅茨沿拉多加湖湖岸向皮特凯兰塔撤退时，苏军登陆兵在其后方上陆。这时，双方发生了多次激战。在战斗中，海军步兵表现得十分出色。6月23日，拉多加湖区舰队输送海军步兵第七十旅在图洛克萨河与维德利察河之间地区上陆，切断了通住皮特凯兰塔的道路。
芬军为了把苏军登陆兵赶下湖，便向登陆兵占领的登陆场猛烈射击，随后发起反冲击。此时此地，苏军只有库克上士指挥的步兵第二连一个班正在佩斯恰纳亚高地附近挖战壕。在他们与友邻第三连之间，有一个150米宽的间隙。芬军一个营正向这个间隙前进。
看见芬军即将逃走，库克上士和战士巴根两名苏联军人毫不犹豫地扔下镐铲，拿起机枪同敌人战斗。他们两人巧妙利用工事，打退了芬军4次冲击。当巴根负伤时，库克冲上前去，用手榴弹消灭了芬军火力点，占领了高地的支撑点。这时，库克上士离苏军前沿还有500米。巴根包扎好伤口，跟在库克身后，爬进了堑壕。
不久，他们的弹药用尽了。这时，两位勇士拿起被打死的芬军的自动枪继续射击。库克和巴根几乎两昼夜没有吃东西，他们靠喝池搪的水果腹，打退了芬军10次冲击，守住了支撑点。当苏联海军步兵旅转入进攻，将芬军从高地打退时，库克重新指挥本班，发起冲击。
战斗结束后，苏联最高苏维埃主席发布指令，授予库克苏联英雄称号。战士巴根也荣获了政府的崇高嘉奖。后来，在极圈内地区作战时，库克指挥一个排，又获得了红星勋章。
6月24日，苏军在全线强渡斯维里河。当天，莫斯科为卡累利阿方面军施放了礼炮，庆祝它在3天作战中解放居民点200余个。卡累利阿方面军的官兵对给予他们荣誉有理由感到自豪，因为他们把芬军赶出了早在战争开始时就被他们占领的地区。
6月底，基洛夫（摩尔曼斯克）铁路全线的芬军已被肃清。战役第一阶段结束了。列宁格勒州和卡累利阿的800个居民地在过了3年以后又重新飘扬起红旗。
