Серьезную проверку КБФ прошел во время «зимней войны» с Финляндией. В соответствии с директивой наркома ВМФ флагмана 1 ранга Н.Г. Кузнецова от 3 ноября 1939 г. на Балтийский флот возлагались следующие задачи: прикрытие своих сил от возможного нападения шведского флота, блокирование побережья противника, захват островов в восточной части Финского залива; высадка оперативного и тактического десантов; оказание огневой поддержки войскам Красной Армии.
30 ноября были взяты острова Сейскари и Лавенсари, 1 декабря — острова Нерви и Сомери, 2 декабря — остров Сур-Тютярсари, 3 декабря — остров Суурсари (Гогланд). Таким образом, в течение первых четырех дней военных действий силы флота овладели островами в восточной части Финского залива.
Левофланговые части 7-й армии, наступавшие вдоль побережья Финского залива, поддерживал огнем дивизион канонерских лодок (3 единицы).
Для подавления 254-мм батареи Сааренпя на о-ве Бьёркэ эскадра КБФ совершила 4 выхода. 10 и 18 декабря линейный корабль «Октябрьская Революция» под флагом командующего эскадрой КБФ флагмана 2 ранга Н.Н. Несвицкого в сопровождении эсминцев, сторожевых кораблей и тральщиков выходил для обстрела батареи Сааренпя. Линкор выпустил, соответственно, 60 (10 декабря) и 206 (18 декабря) 305-мм снарядов. Финны отвечали, выпустив 58 снарядов, но попаданий в корабли не добились.
Поскольку батарея Сааренпя не была окончательно подавлена, на следующий день, 19 декабря, операция была повторена, но вместо «Октябрьской Революции» выходил «Марат» под флагом заместителя наркома ВМФ И.С. Исакова. Линкор произвел 37 залпов, выпустив 136 снарядов. В результате было повреждено одно из орудий финской батареи.