כבר עם תחילת המתקפה, נתקלו כוחות החלוץ הסובייטים בהתנגדות מהגייסות המחפים הפינים, משדות מוקשים רבים וממכשולים נגד טנקים, שעיכבו אותם באופן ניכר. דיוויזיה 70 הסובייטית מקורפוס 19 הצליחה אמנם להשיג את יעדה, ולכבוש את עיירת הגבול הפינית טריוקי (Terijoki) ב־1 בדצמבר 1939, אך שאר ההתקדמות של הארמייה הייתה איטית. מטות החטיבות איבדו מהר מאוד את השליטה והתקשורת על כוחותיהם הקידמיים, בשל בעיות ומחסור בציוד קשר, וכן בגלל היתקלותם החוזרת ונשנית בשדות מוקשים מחופים באש הכוחות הפינים הנסוגים, שניצלו היטב את המכשולים הטבעיים והמלאכותיים. בקרב החיילים והמפקדים החלה להיווצר "פאניקת מוקשים", והבעיה הוחמרה כל כך, שבלנינגרד החלו לייצר בבהילות גלאי מוקשים. אמצעי נוסף שנקטו הכוחות הסובייטים כדי להתגבר על הבעיה היה לצרף יחידות של הנדסה קרבית לכוחות החלוץ, שתפקידן היה לנוע לפני הכוח העיקרי ולגלות את מכשולי האויב.
ב־15 בדצמבר פתחה הארמייה השביעית במתקפה רבתי חדשה, במטרה להבקיע את קו מנרהיים באזור הנהר טאיפאלה במזרח, ובאזור הכפר סומה במערב, שהיה חלק מרצועת ההגנה העיקרית והיה למעשה מפתח בדרך לוויפורי במערב, העיר השנייה בגודלה בפינלנד, ויעד עיקרי של הארמייה. למתקפה הקרקעית קדמה הרעשה ארטילרית והפגזה אווירית בת שמונה שעות על טאיפאלה. לאחר ההפגזה, החל הקורפוס ה־50 לצלוח את נהר טאיפאלה, וכעבור יומיים שיגר הקורפוס ה־19, מתוגבר בקורפוס הטנקים ה־10, ובשתי דיוויזיות מן קורפוס 50, את מתקפתו באזור סומה. למן ההתחלה לוותה המתקפה בכשלים ארגוניים בכל הדרגים בארמייה השביעית. ב־18 בדצמבר, לאחר שהתברר כישלון המתקפה, הורה מרצקוב, מפקד הארמייה, לפתוח במתקפה חדשה, עם שינויים קלים בתורת הלחימה: יחידות של הנדסה קרבית יתקדמו לפני כוחות החלוץ ויסירו מכשולים נגד טנקים, בעוד יחידות הטנקים ימתינו להבקעה כדי לשמור על כוחם.
בפועל, יישום ההוראות היה חלקי, והמתקפה החלה לדעוך ב־20 בדצמבר, מבלי שהושגה התקדמות משמעותית. ההתקפה הסובייטית בסומה נתקלה במערך מבוצר לעומק שכלל 41 מוצבים, והיה למעשה החזק ביותר בקו מנרהיים. ב־19 בדצמבר הצליחו אמנם כ־20 טנקים סובייטים להבקיע דרך פרצה בת קילומטר באגף המזרחי של הקו, ולחדור לעומק המערך, אולם יחידות הרגלים המסייעות כשלו לחבור אליהם, והם ננטשו בשטח הפיני.
בעוד הארמייה השביעית נערכה מחדש למתקפה נוספת במצר הקרלי, החליט הפיקוד הפיני ליטול את היוזמה ולבצע מתקפת־נגד. המשימה הוטלה על הקורפוס הפיני ה־2, שהחל את מתקפתו על הקורפוס ה־19 הסובייטי ב־23 בדצמבר. אמנם, הקורפוס ה־2 השיג התקדמות דלה ביותר בת קילומטרים אחדים בסך הכל, ונאלץ לסגת באותו יום לקווי ההתחלה שלו, אך המתקפה הצליחה לשבש מאוד את תוכנית המתקפה הסובייטית, והעסיקה כוחות רבים שנאלצו להתגונן ולא יכלו לקחת חלק במתקפה המתוכננת. יומיים מאוחר יותר, ב־25 בדצמבר, שיגר הקורפוס ה־50 הסובייטי באגף ימין של המצר הקרלי, מתקפה שתוכננה בקפידה, אולם גם היא נבלמה על ידי המוצבים הפינים ואש ארטילרית, וב־28 בדצמבר הופסקה בלי שהושגה התקדמות כלשהי. בעקבות כישלון זה הופסקה למעשה המתקפה במצר הקרלי למשך כחודשיים, כאשר הצדדים ניצלו את ההפוגה להתאוששות, מילוי שורותיהם והתארגנות מחדש. בסך הכל הסתכמה הצלחתה של הארמייה השביעית בחדירה בת קילומטרים לשטח הפיני תוך אבדות כבדות, והמטרה העיקרית של הבקעת קו מנרהיים, לא הושגה.
המתקפה מצפון לאגם לדוגה.
ארמייה 8 של הצבא האדום נועדה לתקוף צפונית לאגם לדוגה במטרה לאגף את קו מנרהיים מעורפו. הארמייה, שכללה 5 דיוויזיות בדרג הראשון ודיוויזיה נוספת בעתודה, החלה במתקפה בגזרה ברוחב 300 ק"מ, על חמשת הצירים הקיימים. יעדה העיקרי היה העיירה סורטוולה. לוח הזמנים הצפוי להשלמת יעדי הארמייה היה בין 12 ל־15 ימים. מספר החיילים הגדול שפרס הצבא האדום בגזרה, הפתיע את המטכ"ל הפיני, שהעריך כי לא יבוצעו מתקפות רחבות היקף שם בגלל תנאי השטח הקשים. הכוחות הפינים בגזרה כללו את הדיוויזיה ה־12 והדיוויזיה ה־13, בסיוע צוותי קרב גדודיים. התקדמות הכוחות הסובייטים הייתה איטית מן ההתחלה, עקב מחסומים על הכבישים, מוקשים וגשרים שהושמדו בידי הפינים הנסוגים, שניהלו קרבות נסיגה והשהייה על חמשת הצירים. מעבר לכך, הכוחות הסובייטים הממונעים היו מוגבלים לתנועה בצירים בלבד, והחלו להיווצר פקקי תנועה ארוכים, אותם ניצלו יחידות פיניות מיומנות כדי לפגוע בסובייטים בטקטיקת גרילה, שגבתה מהצבא האדום אבדות גדולות.
קורפוס 56 הסובייטי, על שלוש הדיוויזיות שלו, תקף בדרום הגזרה, מצפון לאגם לדוגה, בעוד קורפוס 1, שכלל 2 דיוויזיות ואחת נוספת בעתודה, תקף צפונה משם, בתפר שבין ארמיות 8 ו־9. ב־4 בדצמבר, התברר לפיקוד לנינגרד שהמתקפה של ארמייה 8 בגזרה זו נבלמה, ואי לכך הדיח מרצקוב את מפקד הארמייה, חברוב, והחליפו בסגנו, ולדימיר קורדיומוב. ב־11 בדצמבר, הצליחו יחידות חלוץ מהדיוויזיה ה־18 לחבור לדיוויזיה 168, בסביבת העיירה פיטקאראנטה, על גדת אגם לדוגה. באותה עת, הפיקוד העליון הפיני תגבר את כוחותיו באזור, ובאמצע דצמבר החלו כוחות גרילה פינים לתקוף את דיוויזיה 18, שקווי התקשורת שלה הוארכו יתר על המידה, הצליחו לבתרה לכיסים מבודדים, וניתקו אותה למעשה מדיוויזיה 168, שעורפה היה חשוף כעת למתקפה פינית.
צפונה משם, דיוויזיה 139 התקדמה במהירות בימים הראשונים, והצליחה להגיע עד לפאתי הכפר טולביארוי, 50 ק"מ מקו הגבול. לאחר מספר ימי לחימה רצופים, אנשיה של דיוויזיה 139 הגיעו למצב של תשישות מוחלטת, ומתקפתם נבלמה למעשה ב־12 בדצמבר. אמנם, דיוויזיה 75 הסובייטית נשלחה לעזרתה, באמצע דצמבר, אך גם זה לא סייע לבלום את מתקפות הנגד שערכו הכוחות הפינים, ושתי הדיוויזיות החלו בנסיגה הדרגתית. ב־23 בדצמבר עברו שתי הדיוויזיות לקו מגננה על גדת הנהר יוקי, מספר קילומטרים מהגבול, ונשארו שם עד לסיומה של המלחמה, וכך גם הכוח הפיני, שנאלץ להעביר כוחות למצר הקרלי. דיוויזיה 155 הצליחה להתקדם עד לפאתי אוינאלסאלמי, שם נבלמה בידי צוות קרב פיני ב־9 בדצמבר, ושני הצדדים נשארו בקווים אלה עד לסיום המלחמה.
הגזרה המרכזית.
במרכזה של פינלנד, ממזרח, תקפה ארמייה 9 הסובייטית גזרה ברוחב 450 ק"מ, במטרה לבתר את פינלנד לשניים, לפגוע במרכזי תקשורת, ולהשתלט על מסילת הברזל הפינית־שוודית בקאמי, ובכך למנוע סיוע חיצוני לפינים. יעדה הסופי של הארמייה היה המפרץ הבוטני במערב. המטכ"ל הפיני העריך כי לא תבוצע מתקפה רצינית במרכז פינלנד, בגלל תנאי השטח הקשים, ואי לכך הותיר רק מספר מצומצם של צוותי קרב גדודיים להגן על הגזרה. מפקד הארמייה ה־9, דוקנוב, תכנן לתקוף בשלושה כיוונים לכל רוחב הגזרה. בדרום תתקדם דיוויזיה 54 לעבר קומו, במרכז תתקוף דיוויזיה 163 לעבר יעדה בסואומוסאלמי, ובצפון תתקוף דיוויזיה 122, כאשר יעדה הסופי היה בירת לפלנד, רוויניאמי, שם היא צפויה לחבור עם דיוויזיה 104 מהארמייה ה־14, שתתקדם מפטסמו בצפון. גזרה זו אופיינה בישימון רחב, ביערות ואגמים רבים, שתיעלו את הכוחות הסובייטים לצירים הבודדים באזור, ואפשרו לפינים לתכנן סדרה של מארבים מוצלחים שגבו מחיר כבד מהצבא האדום.
דיוויזיה 54 ההררית התקדמה מהר תחילה לכיוון מערב אל מול מחסומי דרכים חלשים בדרכה, אולם אז נתקלה בהתנגדות כבדה מצד צוות הקרב הגדודי הפיני ה־14 שחש לגזרה. צוות הקרב הצליח לעכב את התקדמותה של דיוויזיה 54, שיחידות החלוץ שלה הצליחו להתקדם לקראת סוף דצמבר עד למרחק של 15 ק"מ מיעדה, קומו. ב־18 בינואר, קיבלה דיוויזיה 9 הפינית כולה פקודה לנוע דרומה ולבלום את דיוויזיה 54, שכעת התחפרה בקווי הגנה חזקים. הפינים הצליחו לכתר את הדיוויזיה הסובייטית, אך לא להכניעה, והמצב בגזרה זו נשאר עד לסיום המלחמה. בצפון, דיוויזיה 122 נתקלה בהתנגדות עיקשת מצד צוות הקרב הגדודי ה־18, והצליחה להשלים את ההשתלטות על יעדה הראשוני, הכפר סאלה, ב־10 בדצמבר. לאחר מכן, פיצלה הדיוויזיה את כוחה והתקדמה בשני צירים לעבר הכפרים פלקוסניימי וקמיארבי, על נהר קמיוקי. הפיקוד הפיני העליון הגיב למצב ותגבר את הכח הפיני בגזרה, שכלל ב־17 בדצמבר שבעה גדודי חי"ר. לאחר שהתקדמות דיוויזיה 122 נבלמה באבדות כבדות, היא תוגברה בדיוויזיה 88 הרעננה, אולם עדיין לא הושגה. בתחילת חודש ינואר, נסוג הכח הסובייטי לעמדת מגננה חזקה על רכסי הרים, מספר קילומטרים מערבית מהכפר מרקאיארבי. כתוצאה מכך, לא בוצע עוד ניסיון הבקעה סובייטי בגזרה זו עד לסוף המלחמה. עומק החדירה של הצבא האדום בגזרה זו הסתכם ב־70 ק"מ לתוככי שטח פינלנד.