1 июля база подверглась первому сухопутному штурму, но нападающие были отброшены в исходное положение и понесли большие потери. На протяжении долгого времени финны неоднократно, но так же безуспешно, пытались различными способами прорвать фронт обороны Ханко, а войска вермахта — овладеть островом Осмуссаар.
Для расширения обороны Ханко были высажены морские десанты под командованием капитана Гранина Б. М., занявшие 18 соседних с полуостровом островов. Важную роль в обороне Ханко сыграла авиация базы. В исключительно трудных условиях она поддерживала действия войск и высадку десантов, вела разведку, наносила удары по кораблям, батареям и аэродромам противника. В период с 22 июня по 28 августа авиация базы уничтожила 24 вражеских самолёта без потерь от противника в воздухе. Один самолёт (И-153) и два лётчика были потеряны в результате несчастных случаев. Большую помощь гарнизону Ханко оказывала также авиация Балтийского флота.
28 августа 1941 года советские войска покинули Таллин. Это, а также приближающаяся зима, сильно изменили обстановку на Ханко. Во-первых, теряла значение Центральная минно-артиллерийская позиция, закрывавшая вход в Финский залив. Во-вторых, из-за ледостава сухопутная оборона базы могла стать круговой, так как база потеряла бы связь с Балтийским флотом. В связи с этими причинами, а также нецелесообразностью в сложившей обстановке оборонять Финский залив, Ставка Верховного Главнокомандования приняла решение об эвакуации гарнизона Ханко.