10 июня войска Ленинградского фронта на Карельском перешейке перешли в наступление и к исходу 19 июня, продвинувшись вперед до 100 километров и вышли на подступы к Выборгу. Учитывая это, командующий фронтом маршал Л. А. Говоров отдал приказ командующему 21-й армии генерал-полковнику Д.Н. Гусеву овладеть в течение следующего дня городом Выборгом. Непосредственно с юга к городу подходили 314-я и 90-я стрелковые дивизии 108-го корпуса генерал-лейтенанта М. Ф. Тихонова и 372-я стрелковая дивизия из состава 97-го корпуса генерала-майора М. М. Бусарова. Наступление поддерживали 1-я Краснознаменная танковая бригада, 30-я гвардейская танковая бригада, 27-й, 31-й и 260-й отдельные гвардейские танковые полки прорыва, 1222-я и 1238-я самоходно-артиллерийские полки, а также часть сил 5-й гвардейской артиллерийской дивизии прорыва.
На выборгском направлении советским войскам противостояли части финского 4-го армейского корпуса генерала-лейтенанта Т. Лаатикайнена. Непосредственно оборона города была возложена на 20-ю пехотную бригаду, части которой 17-19 июля были переброшены из Карелии. Бригада была хорошо укомплектована и насчитывала в своем составе 5133 человека. Поддержку бригады осуществляли рота самоходных орудий (9 САУ БТ-42) из состава танковой дивизии и часть сил 3-го полка ПВО.
С востока город прикрывала 3-я пехотная бригада, занимая оборону в районе станции Таммисуо вдоль железной дороги Выборг — Антреа — Хийтола. В резерве северо-западнее и севернее Выборга находились танковая дивизия генерала Р.Лагуса и понесшая уже в предыдущих боях большие потери 10-я пехотная дивизия. Помимо этого, в район боевых действий из Карелии спешно перебрасывались части 17-й пехотной дивизии. Значительно усилилась и авиационная группировка противника. Выполняя просьбу руководства Финляндии, немецкое командование оперативно оказало союзнику значительную помощь и уже 16 июня на аэродром Иммола начали прибывать самолеты Люфтваффе боевой группы «Кульмей».
Утром 20 июня советские войска начали штурм Выборга. Главный удар с востока вдоль шоссе Каннаксентие наносили 286-й и 19-й стрелковые полки 90-й дивизии при поддержке 260-го отдельного гвардейского танкового полка и 1238-я самоходно-артиллерийского полка. Одновременно 1074-й и 1078-й стрелковые полки 314-й стрелковой дивизии нанесли удар с юго-востока вдоль приморского шоссе и железной дороги Терийоки-Выборг. В то же время частям 97-го стрелкового корпуса была поставлена задача перерезать железную дорогу Выборг-Тали и обойти город с севера-востока.
Изначально наступающие ограничивались разведкой боем, пытаясь выявить слабые места в обороне противника. При этом поддержка авиации и артиллерии носила ограниченный характер — советское командование решило постараться избежать крупных разрушений в городе. Около полудня после короткой артиллерийской подготовки советские войска перешли в решительное наступление. Вначале уличные бои приняли ожесточенный характер, но примерно через два часа организованная оборона финнов была сломлена — части 20-й пехотной бригады начали отступление.
Несмотря на критическое положение, командующий силами обороны Карельского перешейка генерал-лейтенант К. Л. Эш все-таки рассчитывал переломить ситуацию и если не удержать Выборг, то хотя бы стабилизировать ситуацию. Во второй половине дня 20 июня частям танковой дивизии был отдан приказ выдвигаться в район Суур-Мериоки и Тиенхаара с задачей занять оборону в северо-западных пригородах Выборга и на побережье Выборгского залива. Одновременно в этот же район примерно с той же задачей начали выдвижение и части 10-й пехотной дивизии. Чуть позже 17-й пехотной дивизии, части которой только начали прибывать на Карельский перешеек, было приказано занять оборону вдоль Сайменского канала, а частью сил выдвинуться в район Тиенхаара и занять оборону на северо-западном берегу пролива Кивисилласалми.
Уличные бои. Июнь 1944 г.
Танки «Черчилль» 46-го танкового полка на улице Выборга.
В это время бои за Выборг вошли в заключительную стадию. Отступление 20-й пехотной бригады под натиском советских войск превратилось в беспорядочное бегство. От полного уничтожения бригаду спасло только то, что финским саперам удалось подорвать большую часть многочисленных мостов и переправ в городе, в том числе мост в Папула, железнодорожный мост в Салакка-Лахти, Крепостной мост и два моста ведущие на Линнансаари. Это обстоятельство существенно замедлило наступление, но все-таки к концу дня советские войска полностью овладели Выборгом. Примерно в 17-30 над Выборгским замком был поднят красный флаг.
См. также: Фото | СССР. Выборг в годы войны