В полосе наступления 13-й армии ее войска подошли к переднему краю укрепленного района Муола — Ильвес. Опасаясь его обхода, финское командование в ночь на 17 февраля начало отвод своих войск на вторую полосу обороны. В период с 17 по 21 февраля войска Красной Армии овладели укреплениями западной части Карельского перешейка и островом Бьерке.
Продолжая развивать наступление, части Красной Армии при поддержке авиации и артиллерии 28 февраля прорвали вторую полосу обороны противника и вышли к Выборгскому укрепленному району.
В начале марта части 7-й армии форсировали по льду Выборгский залив и обошли Випури (Выборг) с запада, перерезав дорогу Випури—Хельсинки, заняли крепость Урас и населенные пункты Вилайоки и Мухулахти. Войска правого крыла армии обошли Випури с северо-востока и перерезали железную дорогу Випури — Антреа. 13 марта город был взят советскими частями.
Успешно продвигались войска и других армий. На мурманском направлении части 14-й армии в начале марта заняли Наутси. Войска 8-й и 15-й армий к 12 марта про рвали оборону противника и устремились в глубь финской территории. Перешла в наступление и 9-я армия.
Видя неизбежность полного разгрома своей армии, правительство Финляндии начало дипломатические переговоры с руководством СССР, которые завершились подписанием 12 марта 1940 года мирного договора. В соответствии с ним советско-финляндская граница отодвигалась за линию Выборг, Сортавала. Советскому Союзу передавались Карельский перешеек с городом Выборг, Выборгский залив с островами, западное и северное побережье Ладожского озера с городами Кексгольм, Сортавала, Суоярви, ряд островов в Финском заливе (Гогланд, Большой и Малый Тютерс, Лавенсари, Сескар), часть полуостровов Рыбачий и Средний, территория с городом Куолаярви. В аренду на 30 лет СССР получил важный в стратегическом отношении полуостров Ханко с прилегающими островами, на котором началось создание военно-морской базы Краснознаменного Балтийского флота. Одновременно Советский Союз обязался вывести свои войска из района Петсамо.
Посильную помощь войскам Красной Армии с первого дня войны оказывали Балтийский и Северный флоты, Ладожская военная флотилия.
Перед командованием Краснознаменного Балтийского флота (командующий флагман 2 ранга В.Ф. Трибуц, члены Военного совета бригадный комиссар М.Г. Яковенко и А.А. Кузнецов, начальник штаба капитан 1 ранга Ю.А. Пантелеев) были поставлены следующие задачи:
— обеспечить свои коммуникации в Балтийском море и Финском заливе;
— защитить свое побережье от воздействия кораблей противника и высадки его морских десантов;
— оказать артиллерийскую и авиационную поддержку наступлению приморских флангов Красной Армии;
— морскими десантами занять острова в восточной части Финского залива;
— осуществить блокаду финского побережья и нарушить морские сообщения Финляндии.
Выполняя поставленную задачу, корабли Балтийского флота с началом боевых действий оказывали артиллерийскую поддержку частям 7-й армии на приморском направлении, а Ладожской флотилии (командующий капитан 1 ранга П.А. Трайнин) — приозерному флангу 13-й армии. Артиллерией кораблей были обстреляны береговые укрепления противника на полуострове Ханко, островах Кильписари, Руссаре, Уте, Ранкки, Кирккомансари, Хапасари, Бьерке.
Морскими десантами с 30 ноября по 3 декабря 1939 года были заняты острова Лавенсари, Сейскари, Нерва, Соммерс, Малый и Большой Тютерс, Гогланд, что позволило Балтийскому флоту значительно расширить свою операционную зону действий.
Чтобы не допустить проникновения к району боевых действий кораблей других государств, советское правительство 8 декабря 1939 года объявило часть Ботнического и Финского заливов, прилегающую к Финляндии, зоной, опасной для плавания судов всех стран. В этой зоне действовали подводные лодки и надводные корабли КБФ, осуществлявшие морскую блокаду финского побережья вдоль шхер от Хельсинки до Васы.
В боях участвовала и авиация флота, базировавшаяся на территории Эстонии. Наши самолеты прикрывали свои базы и корабли, наносили удары по аэродромам противника, береговым батареям, железнодорожным станциям, военно-морской базе Котка, вели воздушную разведку, поставили мины на входных фарватерах Турку и в районах Раумы и Пори.
За период боевых действий авиация КБФ выполнила 16 633 самолето-вылетов, налетав при этом 21 425 часов и сбросив на врага 2600 тонн бомб. В воздушных боях и на аэродромах было уничтожено 65 вражеских самолетов, потоплено и повреждено 37 транспортных и боевых кораблей[83].
За образцовое выполнение заданий командования 12-я и 13-я отдельные авиационные эскадрильи КБФ были награждены орденами Красного Знамени, а 17 наиболее отличившихся летчиков были удостоены звания Героя Советского Союза. Получили заслуженные правительственные награды и подводники. Орденов Красного Знамени были удостоены подводные лодки «С-1», «Щ-311» и «Щ-324» под командованием капитан-лейтенантов А.В. Трипольского и Ф.Г. Вершинина, капитана 3 ранга А.М. Коняева.