Однако непосредственные соседи Финляндии Скандинавские страны (Норвегия и Швеция), напуганные перспективой втягивания в мировой конфликт, заняли твердую позицию отстаивания своего нейтралитета. Так, Норвегия и Швеция неоднократно отвергали предложения Англии и Франции о транзите через их территории англо-французских войск для помощи Финляндии.
Тем не менее англо-французская сторона все же решила в конце концов, начать высадку своих войск в Скандинавии. Для этого предназначался район норвежского порта Нарвик, связанный со Швецией и Финляндией прямым железнодорожным сообщением. Высадку планировалось осуществить 20 марта. Лишь успешный прорыв «линии Маннергейма» и подписание мира сорвало этот план, грозящий затягиванием советско-финского конфликта.
После прорыва «линии Маннергейма» в финском руководстве начались дебаты о заключении мира. Одни стояли за продолжение войны, надеялись на весеннюю распутицу и прибытие морем
англо-французского 150-тысячного экспедиционного корпуса. Но главнокомандующий финской армией маршал Маннергейм скептически относился к помощи союзных войск в условиях неуступчивой позиции Скандинавских стран по вопросу о транзите и намечавшегося немецкого наступления на Западе.
Без реальной англо-французской поддержки Финляндия была не в состоянии продолжать борьбу. Финские войска потеряли основные укрепления, понесли относительно крупные потери, были утомлены тяжелыми боями и не имели достаточных резервов. Более того, падение «линии Маннергейма», в неприступности которой финские солдаты и офицеры были почти абсолютно уверены, оказало на них деморализующее воздействие. Да и экономика страны не могла долго выдержать столь сильное мобилизационное напряжение.
Все это вынудило Финляндию 12 марта 1940 года согласиться на заключение с СССР Московского мирного договора. Со своей стороны СССР также не был заинтересован в затягивании войны, которая могла перерасти в масштабное столкновение с Западом. Для Советского Союза, умело использовавшего выгоды от вооруженной борьбы Германии с Англией и Францией, нейтральная позиция в мировом конфликте представляла оптимальный вариант.
Согласно условиям Московского мирного договора, Советский Союз получал весь Карельский перешеек с Выборгом, район севернее Ладожского озера, плюс территорию в районе Куолаярви и западную часть полуострова Рыбачий. Еще СССР приобрел в аренду сроком на 30 лет полуостров Ханко (Гангут) у входа в Финский залив. Расстояние от Ленинграда до новой государственной границы выросло до 150 км. «Линия Маннергейма» была разрушена.
Все это значительно улучшило стратегическое положение СССР, который, по оценке начальников штабов английских вооруженных сил, получил возможность «доминировать в Финском заливе». Получение Советским Союзом баз в Выборге и Ханко (Гангуте) позволило ему контролировать Финский залив, создавая при этом двустороннюю угрозу жизненным центрам Финляндии, прежде всего Хельсинки. Московский договор имел также большое международное значение, поскольку лишал Англию и Францию удобного повода для вмешательства в дела Скандинавского региона.
Несмотря на видимый успех для СССР, советско-финская война резко снизила престиж Красной Армии. О ней стали говорить как о «колоссе на глиняных ногах». Так, в своей речи по радио 20 января 1940 года Черчилль заявил, что Финляндия «открыла всему миру слабость Красной Армии». Подобная поверхностная точка зрения, не учитывавшая всех сложностей той войны и имевшая во многом пропагандистский характер, получила широкое распространение. В конечном итоге это привело к недооценке общего потенциала советских вооруженных сил. Ей оказалось роковым образом подвержено и германское руководство. «Русские проявили в течение всей войны такую тактическую неповоротливость и такое плохое командование, писал немецкий генерал Типпельскирх, что во всем мире сложилось неблагоприятное мнение о боеспособности Красной Армии». Это стало одной из причин, подтолкнувших Гитлера напасть на СССР.
Советско-финляндская война стала серьезным практическим уроком для советских вооруженных сил. Войска получили в ней необходимый опыт современных боев. По словам Сталина, «хорошо, что наша армия имела возможность получить этот опыт не у германской авиации, а в Финляндии с Божьей помощью». Особенно ценными стали приобретенные навыки прорыва сильных укрепленных районов, а также ведения зимней войны. В частности, уже во время финской кампании началось формирование специальных лыжных соединений, которые в период Великой Отечественной войны очень пригодились в зимних наступательных операциях Красной Армии.
Советское руководство сделало определенные выводы из этой войны. Было критически пересмотрено отношение к опыту Гражданской войны, решительно отвергнута точка зрения об «экономии боеприпасов», тормозившая внедрение автоматического оружия и минометов. В стране значительно ускорился выпуск новых видов вооружений: автоматов, минометов, самолетов и танков. Стало больше уделяться внимания подготовке офицерских кадров. Началось активное создание механизированных корпусов.