Падение "линии Маннергейма" и разгром основной группировки финских войск поставили противника в тяжёлое положение. В этих условиях Финляндия обратилась к советскому правительству с просьбой о мире.
"Линия Маннергейма" имела ширину по фронту 135 километров, глубину до 95 километров и состояла из полосы обеспечения (глубина 15-60 километров), главной полосы (глубина 7-10 километров), второй полосы, удалённой на 2-15 километра от главной, и тыловой (выборгской) полосы обороны. Было возведено свыше двух тысяч долговременных огневых сооружений (ДОС) и дерево-земляных огневых сооружений (ДЗОС), которые объединялись в опорные пункты по 2-3 ДОС и 3-5 ДЗОС в каждом, а последние — в узлы сопротивления (3-4 опорных пункта). Главная полоса обороны состояла из 25 узлов сопротивления, насчитывавших 280 ДОС и 800 ДЗОС. Опорные пункты оборонялись постоянными гарнизонами (от роты до батальона в каждом). В промежутках между опорными пунктами и узлами сопротивления находились позиции для полевых войск. Опорные пункты и позиции полевых войск прикрывались противотанковыми и противопехотными заграждениями. Только в полосе обеспечения было создано 220 километров проволочных заграждений в 15-45 рядов, 200 километров лесных завалов, 80 километров гранитных надолб до 12 рядов, противотанковые рвы, эскарпы (противотанковые стенки) и многочисленные минные поля. В ночь на 13 марта 1940 года в Москве был подписан мирный договор, по которому Финляндия уступила СССР около десятой части своей территории и обязалась не участвовать во враждебных СССР коалициях. 13 марта боевые действия прекратились.
В соответствии с договором граница на Карельском перешейке была отодвинута от Ленинграда на 120-130 километров. К Советскому Союзу отошли весь Карельский перешеек с Выборгом, Выборгский залив с островами, западное и северное побережья Ладожского озера, ряд островов в Финском заливе, часть полуостровов Рыбачий и Средний. Полуостров Ханко и морская территория вокруг него поступили в аренду СССР на 30 лет. Это улучшило положение Балтийского флота.

С самого начала войны перевес в силах был на стороне СССР. Советское командование сосредоточило у границы с Финляндией 21 стрелковую дивизию, один танковый корпус, три отдельных танковых бригады (всего 425 тысяч человек, около 1,6 тысячи орудий, 1476 танков и около 1200 самолетов). Для поддержки наземных войск планировалось привлечь около 500 самолетов и более 200 кораблей Северного и Балтийского флотов. 40 % советских сил было развёрнуто на Карельском перешейке.

Группировка финских войск имела около 300 тысяч человек, 768 орудий, 26 танков, 114 самолетов и 14 боевых кораблей. 42 % своих сил финское командование сосредоточило на Карельском перешейке, развернув там Армию перешейка. Остальные войска прикрывали отдельные направления от Баренцева моря до Ладожского озера.

Основным рубежом обороны Финляндии была "линия Маннергейма" — уникальные, неприступные фортификационные сооружения. Главным архитектором линии Маннергейма была сама природа. Фланги ее упирались в Финский залив и в Ладожское озеро. Берег Финского залива прикрывали береговые батареи крупного калибра, а в районе Тайпале на берегу Ладожского озера были созданы железобетонные форты с восемью 120- и 152-миллиметровыми береговыми орудиями.
В результате советско-финляндской войны была достигнута главная стратегическая цель, которую преследовало советское руководство — обезопасить северо-западную границу. Однако ухудшилось международное положение Советского Союза: он был исключён из Лиги Наций, обострились отношения с Англией и Францией, на Западе развернулась антисоветская кампания.
Потери советских войск в войне составили: безвозвратные — около 130 тысяч человек, санитарные — около 265 тысяч человек. Безвозвратные потери финских войск — около 23 тысяч человек, санитарные — свыше 43 тысяч человек.