11 мая 1937 года Приказом Наркома обороны СССР на базе Северной военной флотилии был образован Северный флот.

1 июня 1933 г. циркуляром начальника штаба РККА была сформирована Северная военная флотилия. Для этого с Балтики в Кольский залив были переведены 3 эсминца, 3 сторожевых корабля и 3 подводные лодки, составившие основу первых корабельных соединений, базировавшихся первоначально в Мурманске, а с 1935 г. — в Полярном. В 1936 г. сюда же с Балтики было перебазировано отдельное звено самолётов МБР-2, ставшее первым авиационным формированием флотилии.
Приказом Наркома обороны СССР от 11 мая 1937 г. флотилия была преобразована в Северный флот, в связи с чем были приняты дополнительные меры по усилению корабельного состава и авиации флота. В его состав дополнительно вошли 5 эсминцев, 14 подводных лодок, несколько десятков вспомогательных кораблей и судов. Это позволило сформировать бригады эсминцев и подводных лодок, а также соединение охраны водного района.
Одновременно с освоением районов базирования и операционной зоны флота шло освоение Северного морского пути, сыгравшего важную роль в укреплении обороны советского сектора Арктики в мирное время, а позднее и в годы Великой Отечественной войны 1941–1945 гг.
Накануне войны по Севморпути на Дальний Восток совершили переход эсминцы «Войков» и «Сталин», тем же путем туда перешли гидрографические суда «Охотск», «Океан» и «Камчадал», а в 1940 г. из Мурманска во Владивосток за одну навигацию своим ходом перешла подводная лодка «Щ-423». Корабельные силы и авиация флота приняли участие в операции по эвакуации полярников дрейфующей станции «Северный полюс-1».
Во время Советско-финляндской войны 1939 — 1940 гг. Северный флот поддерживал действия войск Красной Армии на суше и обеспечивал воинские перевозки по коммуникациям в Баренцевом и Белом морях.
В ходе Великой Отечественной войны Северный флот оборонял морское побережье советского Заполярья, поддерживал сухопутные войска, защищал свои морские коммуникации и нарушал коммуникации противника. Благодаря совместным действиям 14-й армии Северного фронта и Северного флота планы германского командования по захвату Мурманска и пунктов базирования флота на Кольском полуострове потерпели провал.
Моряки Северного флота воевали и на суше. За счет личного состава флота были сформированы отдельная бригада, несколько полков и батальонов морской пехоты общей численностью около10 тыс. человек. В 1942 г., когда Ставка Верховного Главнокомандования возложила на Северный флот ответственность за оборону полуостровов Средний и Рыбачий, был создан Северный оборонительный район. С этой задачей личный состав флота справился успешно.
Важным вкладом Северного флота в борьбу с немецко-фашистскими захватчиками в Заполярье стали десантные действия. Всего за время войны флот осуществил высадку 15 оперативно-тактических и тактических морских десантов. В октябре 1944 г. совместно с Карельским фронтом он провел успешную Петсамо-Киркенесскую наступательную операцию.
Задачей стратегической важности было обеспечение проводки союзных конвоев. Для ее решения корабли Северного флота совершили более 800 выходов, несколько тысяч вылетов выполнила авиация флота. В целом флот обеспечил проводку в составе союзных конвоев около 1400 судов и провел 1548 конвоев по внутренним коммуникациям.
За боевые заслуги в годы Великой Отечественной войны 12 боевых соединений флота были преобразованы в гвардейские, 14 присвоены почётные наименования. Золотую медаль Героя Советского Союза получили 85 североморцев, а трое из них были удостоены этого звания дважды. Более 48 тыс. североморцев за годы войны награждены орденами и медалями.
В послевоенные годы Северный флот превратился в наиболее мощное оперативно-стратегическое объединение Военно-Морского Флота Советского Союза. Основу его сил составили атомные ракетные и многоцелевые подводные лодки, соединения ракетоносной авиации, ракетных, авианесущих и противолодочных кораблей. Личный состав Северного флота внес существенный вклад в создание морских стратегических ядерных сил, благодаря чему ВМФ СССР приобрел способность решать задачи на всем пространстве Мирового океана.
Так, 16 сентября 1955 г. в Белом море с подводной лодки Б-67 проекта 611 Северного флота был произведён первый в мире старт баллистической ракеты, а 10 сентября 1960 г. с нее же был выполнен первый в СССР успешный прицельный пуск баллистической ракеты из-под воды по боевому полю. В марте 1959 г. в состав флота вошла первая отечественная атомная подводная лодка К-3 «Ленинский комсомол» проекта 627, которая в июле 1962 г. совершила успешный поход подо льдами в высокоширотные районы Арктики. В сентябре 1963 г. всплытие в районе Северного полюса осуществила атомная подводная лодка К-181 проекта 627А «Кит».
Подводники Северного флота совершили и первые в отечественной военной истории групповые трансокеанские походы под водой. В октябре 1959-го — марте 1960 гг. группа дизель-электрических подводных лодок Северного флота совершила переход на Камчатку через Атлантический и Индийский океаны и вокруг Австралии.
В период глобального противостояния в Мировом океане огромная нагрузка легла на силы общего назначения флота. С середины 1960-х годов они несли боевую службу в Атлантическом океане, Баренцевом, Норвежском и Средиземном морях.
Одновременно флот обеспечивал освоение новых кораблей, боевой техники, морских вооружений и технических средств. В 1970 — 1980-х гг. на Северном флоте были отработаны основы технической эксплуатации и применение тяжелых авианесущих крейсеров с палубными штурмовиками вертикального взлёта и посадки Як-38, а также тяжелых ракетных крейсеров с ядерными энергетическими установками, вооруженных оперативно-тактическими противокорабельными ракетными комплексами.
За мужество и героизм, проявленные при выполнении воинского долга в послевоенный период, 51 североморец был удостоен звания Героя Советского Союза.