Однако из-за слабого взаимодействия войск, их неподготовленности к действиям в специфических условиях зимнего продвижения и незнания местности реализация наступательных задач на центральном и южном участках закончилась неудачей. Малая заселенность этих районов, недостаточно развитая сеть дорог, болотисто-лесистая местность и большая протяженность территорий усиливали отрицательное влияние зимы на данных участках военных действий. В ходе боев севернее Ладоги в декабре — феврале 1939–1940 гг. обладавшие меньшей численностью финны последовательно нанесли поражение нескольким советским дивизиям, часть из которых навеки исчезла в заснеженных лесах.
Схема проведения операций с обеих сторон во всех случаях была примерно одинаковой. В условиях зимнего и лесного бездорожья (глубокий снежный покров и густые леса) советские дивизии наступали только по основным магистралям. В промежутках между ними господствовали хорошо знакомые с местностью финские лыжные соединения, величиной до полка. Советская дивизия, растянутая лентой вдоль дороги, обычно упиралась в укрепленный населенный пункт и не имела возможности воспользоваться численным преимуществом из-за своего построения.
Тем временем небольшие и мобильные финские части, вооруженные автоматическим стрелковым оружием, активно использовали элемент внезапности. Финские солдаты оказались мастерами боя в лесу. Они неожиданно (часто в ночное время) проводили фланговые атаки в стыки отдельных советских колонн и групп, отсекая их друг от друга и перерезая им коммуникации. Лес и глубокий снег препятствовали применению техники (танков и артиллерии), которая в сложившихся условиях становилась не средством поддержки, а обузой для советской пехоты. Хвойный лес, скрывавший финские соединения, мешал также и работе авиации.
Таким образом, перегруженные техникой и привязанные к дороге советские войска (к тому же обычно и не имевшие специальных лыжных частей) оказывались малоподвижными и неспособными вести эффективный маневренный бой. Крайне неповоротливая на узкой полосе дороги, наступавшая дивизия имела незащищенные фланги и сковывалась ударами значительно меньших по численности финских отрядов. В лучшем случае, испытав сложности со снабжением, она с потерями отступала, в худшем — попадала в окружение и по частям уничтожалась.
На южном участке 8-я армии в декабре 1939 года начала продвижение вперед по нескольким изолированным друг от друга дорогам. На правом фланге наступала 139-я дивизия. К 8 декабря она продвинулась на 50–85 км вглубь финской территории. Однако, растянувшись вдоль дороги, советская дивизия попала под фланговые удары финских лыжных частей в районе Толваярви. Посланная ей на помощь 75-я дивизия потерпела поражение. Обе дивизии были вынуждены отступить обратно, потеряв до 5 тыс. погибшими и 1 тыс. пленными.
На левом фланге 8-й армии в обход Ладожского озера, грозя выйти в тыл «линии Маннергейма», наступал 56-й корпус комдива Черепанова (до 30 тыс. чел.). Войска двигались по заснеженной, лесистой местности и были жестко привязаны к немногочисленным дорогам. 27–28 декабря 1939 г. части 56-го корпуса (18-я и 168-я дивизии) попали в окружение в районе Леметти. Против них действовала финская группа под командованием генерала Ю. В. Хеглунда (до 15 тыс. чел.).
Финское командование, имея ограниченные силы, умело использовало местность и систему заграждений. Обладая превосходством в лыжной подготовке, небольшие и мобильные финские части стали проникать в тыл советских дивизий, перерезая им коммуникации и создавая минированные завалы на дорогах. К концу декабря финнам удалось полностью прекратить движение по магистралям, которые связывали наступавшие войска с тыловым обеспечением. Попытки пробиться к окруженным дивизиям в январе 1940 г. успеха не имели. Финны, создав на участках дорог сильную оборону, отразили натиск.
К началу советского наступления на Карельском перешейке действия на южном участке активизировались. 11 февраля в дополнение к 8-й армии здесь была создана 15-я армия (командарм 2-го ранга М. П. Ковалев) численностью в 117 тыс. человек. Она получила задачу наступать вдоль северного берега Ладоги в тыл «линии Маннергейма».
Однако проведенная 15-й армией во второй половине февраля 1940 года Лоймолловская операция (между населенным пунктом Лоймолла и Ладожским озером) окончилась провалом. Командарм Ковалев вмешивался в действия отдельных соединений, вплоть до батальонов, не сумев в то же время наладить общее руководство армией. Войска вводились в бой по частям, по мере их подхода к фронту, без накапливания сил и создания ударной группировки. В результате операция свелась к разрозненным действиям наступавших без тесной связи друг с другом дивизий, которые стали жертвами фланговых ударов Карельской группы Талвела.