Сформирована приказом наркома Военно-Морского флота от 25 июня 1941 г. в составе Балтийского флота для обороны побережья Ладожского озера. В состав флотилии вошли: канонерская лодка, два сторожевых корабля, 7 тральщиков, дивизион сторожевых катеров (12 единиц), отдельная авиационная эскадрилья (13 самолетов МБР-2). По окончании советско-финляндской войны переформирована в учебный отряд. В составе Балтийского флота флотилия имела дивизионы канонерских лодок, тральщиков, сторожевых катеров, катеров-тральщиков и другие корабельные и береговые части. В 1942 г. Ладожская военная флотилия насчитывала два сторожевых корабля, 6 канонерских лодок, 10 тральщиков, 24 сторожевых катера, 6 торпедных катеров, два бронекатера, 33 катера-тральщика и катера типа КМ, до 60 вспомогательных судов, береговые артиллерийские и зенитные батареи. С 19 апреля 1942 г. командующему флотилией подчинен флот Северо-Западного речного пароходства (116 судов и плавсредств). Летом 1943 г. флотилия получила две, а в 1944 г. — еще три малые подводные лодки. Главные базы флотилии: с 25 октября 1939 г. — Шлиссельбург, с 25 июня 1941 г. — Сортанлахти, с 28 августа — Шлиссельбург, с 8 сентября — Новая Ладога; маневренная база — Осиновецкая военно-морская база.

В ходе Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. Ладожская военная флотилия огнем артиллерии поддерживала на приозерном участке фронта действия 2-й ударной, 4, 7, 8, 23, 54 и 67-й армий, высадила оперативный и 5 тактических десантов во фланг и тыл противника, осуществляла перевозку войск, грузов, эвакуировала гражданское население и оборудование промышленных предприятий Ленинграда, защищала озерные коммуникации, обеспечивала действия сухопутных войск в Синявинских операциях 1941 г. и 1942 г., прикрывала и охраняла «Дорогу жизни», участвовала в прорыве блокады Ленинграда 1943 г., а в июне-августе 1944 г. — в Выборгско-Петрозаводской операции, провела Тулоксинскую десантную операцию, в ходе которой в 35 км за линией фронта был захвачен плацдарм, перерезаны железная и шоссейная дороги. Ладожская военная флотилия вела боевые действия против созданной в 1942 г. на Ладожском озере германо-итало-финской флотилии (21 десантная баржа, 8 десантных катеров, канонерская лодка, 6 сторожевых и 5 торпедных катеров, 60 катеров связи). Корабли флотилии при поддержке авиации наносили удары по базе противника в бухте Саунасари и его коммуникациям. 22 октября 1942 г. флотилия отразила попытку противника высадить десант на о. Сухо. Во время боя противник потерял 19 из 23 своих кораблей, 12 самолетов. Была предотвращена его попытка перерезать коммуникации с осажденным Ленинградом. В навигациях 1941 и 1942 гг. (до прорыва блокады Ленинграда) флотилия совместно с речным флотом перевезла свыше 1414 тыс. тонн грузов и около 1483 тыс. человек.

Расформирована 4 ноября 1944 г. Корабли и катера флотилии вошли в состав Балтийского флота.

За образцовое выполнение боевых заданий флотилия (2 июля 1944 г.) и ее 2-й отдельный отряд бронекатеров (22 июля 1944 г.) награждены орденами Красного Знамени.

Командующие: капитан 2 ранга Барановский В.П. (июнь 1941 г., врид); капитан 2 ранга Земляниченко С.В. (июнь-июль 1941 г.); контр-адмирал Трайнин П.А. (июль 1941 г.); капитан 1 ранга Боголепов В.П. (июль-август 1941 г., врид); капитан 1 ранга, с сентября 1941 г. контр-адмирал Хорошхин Б.В. (август-октябрь 1941 г.), капитан 1 ранга, с января 1944 г. контр-адмирал Чероков В.С. (октябрь 1941 г. — сентябрь 1944 г.).

Военные комиссары: бригадный комиссар Гаврилов Ф.И. (июль- август 1941 г.); батальонный комиссар, полковой комиссар Фенин Н.Д. (август-сентябрь 1941 г.); бригадный комиссар Кадушкин Ф.Т. (сентябрь 1941 г. — апрель 1942 г); бригадный комиссар Серебрянников Л.В (апрель-октябрь 1942 г.).

Начальники штаба: капитан-лейтенант Салагин Я.Т. (июнь-июль 1941 г.); капитан 1 ранга Боголепов В.П. (июль-сентябрь 1941 г.); капитан 1 ранга Кудрявцев С.В. (сентябрь 1941 г. — январь 1943 г.); капитан 1 ранга Александров А.П. (январь 1943 г.-январь 1944 г.); капитан 3 ранга, капитан 2 ранга Шевцов П.В. (январь-апрель 1944 г., врид); капитан 1 ранга Крученых А.В. (апрель-октябрь 1944 г.).