A német Harmadik Birodalom 1941. június 22-én meglepetésszerűen, hadüzenet nélkül támadta meg a Szovjetuniót. A német villámháborús gépezet három irányban robogott előre, Hitler az északi hadseregcsoport elé célként Leningrád, a "bolsevik ideológia szülőhelyének" elfoglalását tűzte ki. A fő szovjet védelmi vonalat augusztus végén törték át, szeptember közepére már tíz kilométerre közelítették meg a várost, miközben a finn hadsereg északról, Karélia felől előrenyomulva vágta el az összekötteési vonalakat. Addigra azonban Leningrádot sikerült megerősíteni, a mintegy hárommillió lakosból félmilliót mozgósítottak, akik 35 kilométernyi barikádot és 625 kilométernyi lövészárkot építettek ki. A népfelkelők közé vagy a Vörös Hadseregbe 340 ezren léptek be, s mintegy félmillió embert sikerült evakuálni. A védelmet Georgij Zsukov, majd 1942 tavaszától Leonyid Govorov tábornok irányította.
A németek nem tudták és nem akarták "menetből" elfoglalni a várost, mert ez hatalmas áldozatokat követelt volna. Hitler inkább úgy döntött, lassan "fojtja meg", folyamatos bombázással és kiéheztetéssel kényszeríti térdre Leningrádot. Az ostromgyűrű szeptember 8-án zárult be teljesen, Leningrádot elzárták a Szovjetunió többi részétől.
A német bombák már az első napokban telibe találták a legnagyobb élelmiszerraktárt, a megmaradt készletek hetek alatt kimerültek, gyorsan elfogytak a kőolaj- és szénkészletek is. A védőknek ezután a hideggel és az éhséggel is küzdeniük kellett, az abban az évben rendkívül kemény tél beálltával nem volt központi fűtés, a befagyott vízvezetékek miatt az ivóvízellátás is megszűnt. Az élelmiszeradagok egyre csökkentek, 1941 végén egy személynek már csak 12,5 deka kenyér járt naponta, ennek fele is fűrészpor volt. Az emberek megették háziállataikat, aztán bőrdarabokból és a falról lekapart tapétaragasztóból főztek levest, a túlélők némelyike kannibalizmusról is beszámolt. Novemberben 11 ezer, decemberben 53 ezer, januárban már 100 ezer ember halt meg, a holttestek újságpapírba csomagolva feküdtek az utcákon, mert koporsó sem volt, arra pedig senkinek sem maradt ereje, hogy a fagyos földben sírokat ásson.
A blokádon azonban volt egy rés: amikor novemberben befagyott a várostól északnyugatra fekvő Ladoga-tó, a német vonalak mögül, 380 kilométeres távolságból a jég hátán érkezett utánpótlás, ez volt "az élet útja". Az útvonal azonban rendkívül veszélyes volt, a járművek elakadtak a hóban, a bombák szaggatta jég lékein el is süllyedhettek, ezért emlegették "a halál útjaként" is. Decemberben a Vörös Hadsereg elfoglalt egy vasúti csomópontot, egyharmadával lerövidítve az utat, s újrakezdődtek az evakuálások, az ostrom első évében összesen egymillió embert sikerült kimenekíteni. 1942 tavaszára némiképp normalizálódott a helyzet: az ostromlott városban termelni kezdtek a gyárak, a parkokban és a járdaszélen termesztett zöldséget élelmiszersegélyek egészítették ki.
A leningrádi frontvonal 1941 októberétől nem változott lényegesen, jóllehet a németek egyre növelték az ágyúzások és a légi bombázások mértékét. A szárazföldi blokádot 1943. január 18-án sikerült feltörni, amikor a támadó és a várost védő szovjet erők összetalálkozva 8-10 kilométer széles folyosót létesítettek, biztosítva a szárazföldi, majd vasúti összeköttetést a város és a felszabadult országrészek között. Helyreállt a leningrádi lakosság ellátása, az iparvállalatok nyersanyaghoz és fűtőanyaghoz jutottak, több villamos energiát állítottak elő, és teljes gőzre kapcsolt a hadiipari termelés. A polgári lakosság létszáma ekkorra 800 ezerre olvadt, közülük még sokakat az év során evakuáltak a hátországba.
Az ostrom 1944. január 27-ig tartott, amikor a Vörös Hadsereg nagyszabású támadása délen a balti államok területére szorította vissza a németeket, északon a finneket nyáron kényszerítették visszavonulásra.
A 872 napig tartó blokád szinte felmérhetetlen pusztítást okozott emberéletben és anyagi javakban, Hitler többször is kijelentette, hogy célja a város elpusztítása, nem szándékozik a civil lakosság életét megkímélni. Az ostrom alatt becslések szerint legalább egy millió ember halt meg, többen, mint a sztálingrádi csatában, a szám nagyobb, mint a teljes amerikai és brit háborús emberveszteség. A németek a városon kívül fekvő cári paloták nagy részét elpusztították, a bennük maradt műkincseket Németországba szállították. A bombázások és ágyúzások következtében több ezer épület, lakóházak, iskolák, gyárak és kórházak semmisültek meg, tönkrement az úthálózat és az infrastruktúra nagy része.
A második világháború után Leningrád elsőként kapta meg a Hős Város kitüntetést. Már 1944-ben megalapították Leningrád ostromának és védelmének múzeumát, amelyet 1952-ben bezártak, mert úgymond kisebbítette Sztálin szerepét, de 1989-ben, a glasznoszty idején újranyitották. A blokád egykori frontvonalán parkok és emlékhelyek gyűrűjét alakították ki a ma már ismét Szentpétervár nevet viselő város körül, ennek szimbolikus középpontja a Győzelem terén álló 48 méteres obeliszk, föld alatti múzeum és szoborcsoport. A városban maradt Dmitrij Sosztakovics a blokád első hónapjaiban kezdte írni VII. szimfóniáját, amelyet már evakuálása után fejezett be. A művet 1942 augusztusában az ostromlott városban is előadták, a zenészek közül többen a próba közben meghaltak, de a koncertet a rádió közvetítette, és propagandacéllal a német vonalak felé is kihangosították.
