Совершенствовалось противолодочное вооружение кораблей — глубинные бомбы и бомбометы. Были созданы новые типы тралов, а для защиты кораблей от якорных мин разработан параванный охранитель.
В 1932 году была создана научно обоснованная, единая система радиовооружения флота «Блокада-1», включавшая различные типы передатчиков и приемников. На корабли поступает радиопеленгатор «Пеленг». С 1932 года советские корабли стали оснащаться отечественными гирокомпасами (до этого их приходилось закупать за рубежом). Кроме того, было освоено производство новых типов лагов, эхолотов, радиопеленгаторов.
Советской промышленностью было освоено производство турбозубчатых агрегатов для всех типов кораблей, а также судовых дизелей и вспомогательных механизмов.
К сожалению, Советский Союз отставал от Англии и США в создании радиолокационного вооружения и гидроакустических средств обнаружения.
Во второй пятилетке быстро развивалась и авиация флота. Если на 1 января 1934 года авиация КБФ имела 91 боевой самолет, то уже на 1 января 1939 года — 253. На вооружение морской авиации поступали в основном гидросамолеты типа МБР-2 (морской ближний разведчик), а также самолеты берегового базирования: истребители И-15, затем И-16 и И-153, бомбардировщики СБ и ТБ-3. Минно-торпедная авиация получала на вооружение самолеты ДБ-3 (позже они стали называться Ил-4). В годы второй пятилетки это были хорошие самолеты, превосходившие по своим летно-тактическим характеристикам самолеты иностранных марок. Но опыт войны в Испании показал отставание наших истребителей (И-15 и И-16) и фронтовых бомбардировщиков (СБ) от новых немецких истребителей Me-109 и бомбардировщиков Ju-88.
Морские силы Балтийского моря 11 января 1935 года были переименованы в Краснознаменный Балтийский флот.
27 мая 1936 г. СТО при СНК СССР принял решение о строительстве Большого флота, согласно которому общий тоннаж боевых кораблей Морских сил РККА устанавливался 1,3 млн т, в том числе на КБФ — 400 тыс. Решение предусматривало за 7 лет, т. е. к концу 1943 г., построить 8 линкоров водоизмещением по 35 тыс. т каждый, вооруженных 9 406-мм орудиями, со скоростью 30 узлов и 18 тяжелых крейсеров по 26 тыс. т, вооруженных 9 305-мм орудиями, со скоростью хода 36 узлов. Через месяц, 26 июня 1936 г., СНК СССР утвердил кораблестроительную программу на период до 1947 года, которая предусматривала строительство 15 линкоров, 15 тяжелых и 28 легких крейсеров, 2 авианосцев, 19 лидеров, 134 эсминцев, 211 подводных лодок.
В 1938–1941 гг. на заводах Ленинграда были заложены линейный корабль «Советский Союз», тяжелый крейсер «Кронштадт», легкие крейсера типа «Чапаев», эсминцы пр. 30, сторожевые корабли пр. 29, эскадренные турбинные тральщики пр. 59. Из всех этих кораблей только один тральщик вступил в строй в 1942 году. Остальные были достроены после войны или разобраны.
Кроме того, в Германии был куплен недостроенный тяжелый крейсер «Лютцов». Буксиры привели его из Бремена, и 31 мая 1940 года он был поставлен у стенки Балтийского завода для достройки. 25 сентября крейсер получил новое название «Петропавловск».
Для кораблей, строившихся по программе Большого флота, были спроектированы новые системы вооружения: трехорудийные установки 406-мм МК-1, 305-мм МК-15, 152-мм МК-5, двухорудийные 130-мм Б-2-ЛМ. Были созданы и новые зенитные установки — спаренные 39-К (85-мм), Б-54(100-мм).
Как и в предшествующие периоды своей истории, Балтийский флот являлся постоянным резервом для усиления и формирования других флотов и флотилий. Следует напомнить, что в 1904 году в Порт-Артуре находилась Первая Тихоокеанская эскадра Балтийского флота, и легендарный крейсер «Варяг» числился в составе Балтийского флота. В мае 1905 г. в Цусиме погибла Вторая Тихоокеанская эскадра Балтийского флота.
В ноябре 1929 года из Кронштадта в Севастополь были отправлены линейный корабль «Парижская Коммуна» и крейсер «Профинтерн». Поход отряда вокруг Европы возглавил Л.М.Галлер. Корабли, преодолев жестокий ураган в Бискайском заливе, 18 января 1930 года прибыли в Севастополь, существенно усилив Черноморский флот.
В 1932–1933 годах были приняты решения о создании Тихоокеанского и Северного флотов. И в этом деле КБФ оказал неоценимую помощь. Для формирования новых флотов он передал значительную часть своего личного состава, кораблей, самолетов, береговых батарей.
Северный флот был полностью создан за счет кораблей КБФ. 18 мая 1933 года Кронштадт проводил на Север первый отряд, положивший начало созданию Северного флота. В состав отряда входили эскадренные миноносцы «Урицкий» и «Рыков» (с 1937-го — «Куйбышев»), сторожевые корабли «Ураган» и «Смерч», подводные лодки Д-1 и Д-2. Возглавил экспедицию З.А. Закупнев, который и стал первым командующим Северной военной флотилией. В том же году Беломорско-Балтийским каналом прошел второй отряд в составе эсминца «Карл Либкнехт», сторожевика «Гроза» и подводной лодки Д-3.
Первые торпедные катера Тихоокеанского флота отправлялись во Владивосток из Ленинграда по железной дороге.
В 1936 году балтийские эсминцы «Войков» и «Сталин» впервые в истории военного флота в течение одной навигации совершили переход из Кронштадта во Владивосток Северным морским путем.
В 1939 г. базовые тральщики КБФ Т-1 «Стрела», Т-2 «Трос», Т-3 «Проводник» и Т-4 «Подсекатель» совершили плавание по маршруту Кронштадт — Плимут — Норфолк — Панамский канал — Сан-Франциско — Петропавловск-Камчатский — Владивосток и вошли в состав Тихоокеанского флота.
В мае — июне 1937 года линкор «Марат» совершил поход в Англию для участия в военно-морском параде по случаю коронации английского короля Георга V. 10 мая «Марат» (командир-флагман 2 ранга В.И. Иванов) вышел из Кронштадта и 17-го прибыл в Портсмут. Всего за 53 минуты советский линкор точно занял отведенное ему место на рейде одним из сложнейших в морской практике способов постановки на якорь фертоинг, вызвав восхищение у экипажей 200 кораблей разных стран. 20 мая состоялся грандиозный военно-морской парад по случаю коронации короля. 23 мая линкор снялся с якоря. На обратном пути по приглашению правительств Литвы, Латвии и Эстонии корабль нанес визиты вежливости в Клайпеду, Лиепаю и Таллин. 5 июня «Марат», пройдя 3655 миль, возвратился в Кронштадт.
30 декабря 1937 года в целях дальнейшего укрепления морских рубежей Советского Союза ЦИК и СНК СССР приняли постановление о создании Народного комиссариата Военно-морского флота.
26 сентября 1938 г. в состав КБФ вошел крейсер «Киров» — первый корабль данного класса советской постройки. В ноябре того же года вступил в строй и эсминец «Гневный», головной крупной серии однотипных кораблей пр. 7.
Количественный рост состава флота позволил сформировать на КБФ эскадру (приказ наркома ВМФ от 22 июня 1939 г.). В ее состав вошли линкоры «Марат» и «Октябрьская Революция», крейсер «Киров», две бригады эскадренных миноносцев, отдельный дивизион сторожевых кораблей, бригада заграждения и траления.
28 августа того же, 1939, года на КБФ сформирован отряд легких сил (ОЛС), в который вошли новые крейсера, лидеры и два дивизиона новых эсминцев (проектов 7 и 7У). Оба линкора и третий дивизион эсминцев (типа «Новик») остались в составе эскадры.
