27 февраля 1940 года генерал Аксель Эрик Хейнрикс отдал 2-му и 3-му финским корпусам проказ отойти на третий рубеж обороны, расположенный вокруг Выборга. Тем временем советское командование, устав пробивать укрепления финнов в лоб, вспомнило уроки 1809 года, когда русской армии удалось захватить Финляндию благодаря дерзкому рейду генерала Багратиона, который провел свои войска по льду Финского залива и ударил в тыл шведо-финской армии. После того, как 1 марта 1940 года 18-я дивизия РККА, прорвав третью линию обороны и выйдя на подступы к Выборгу, была окружена и полностью уничтожена, Тимошенко и Мерецков решил повторить десант Багратиона.
28-й стрелковый корпус, срочно сформированный из 86-й, 173-й и 91-й дивизий должен был перейти по льду Выборгский залив и охватить Выборга с запада. Начиная с 2 марта за несколько дней корпус захватил острова в заливе и форсировал его вместе с тяжелой техникой. Однако, когда 6 марта советские части, обойдя Выборг польду и перезав полотно железной дороги, соединявшей город с Хельсинки, Хейнрикс ввел в бой резервы и десант был остановлен. На следующий день части Красной Армии попытались обойти Выборг с востока, однако генерал Хейнриск отдал приказ открыть шлюзы, и весь ключевой сектор обороны Тали был затоплен. Территория вокруг города мгновенно превратилось озеро ледяной воды, над которой островками возвышались финские ДОТы. Командование 7-й армии продолжали наступление через студеное крошево из льда а воды, каждый метр которого простреливался артиллерией и пулеметами противника. Но, несмотря на большие потери, пробиться к городу не удавалось.
Бои за Выборг не прекратились даже после того, как Сталин начал мирные переговоры, взять город стало делом принципа. 10 марта последний резерв финской армии (14 батальонов) был срочно отозван из учебных лагерей и брошен в бой под Выборгом. Однако, главную роль сыграли не они, а береговые батареи под командой генерал-майора Ханнела, которые до полудня сдерживали напор Красной Армии. После прекращения огня артиллеристы взорвали свои орудия и ушли вместе с войсками Хейнрикса. Борьба за город продолжалась ровно до 12.00 13 марта, когда согласно мирному договору боевые действия были прекращены. На следующий день после парада и церемонии спуска флага финские войска покинули город.
Если на левом фланге войска Северо-Западного фронта смогли пройти три линии обороны и хотя бы приблизиться к Выборгу, то на правом фланге 13-я армия так и застряла в предполье. Все попытки форсировать озера Вуокси и Субинтоярви, которые прикрывали «линию Маннергейма» в этом секторе обороны, оказались безуспешны. На стыке 2-го и 3-го финских корпусов командарм 2 ранга Грендаль пробился через две линии обороны, но уперся в южный берег Вуоски. 15 стрелковый корпус попробовал форсировать озеро, но был сброшен в воду 8-й пехотной дивизией 3-го корпуса, которым теперь командовал генерал Талвела. 2 марта Грендаль был заменен генералом Парусиновым, но новый командующий 13-й армией также оказался бессилен сломить оборону финнов.
