ממשלת פינלנד קיבלה לידיה את תנאי ההסכם הראשוניים מברית המועצות (באמצעות סטוקהולם) ב-31 בינואר 1940. עד אז, דרישות הסובייטים היו נרחבות יותר מכפי שהיה טרם פרוץ המלחמה. הסובייטים דרשו מפינלנד לוותר על המצר הקרלי, כולל העיר ויבורג (לשעבר ויפורי), וחופה של ימת לדוגה ולחכור את בסיס חיל הים האנקו בחצי האי האנקו למשך 30 שנה.
פינלנד דחתה את התנאים והגבירה את תחינותיה לשוודיה, צרפת ובריטניה לתמיכה צבאית. הדיווחים מחזית הלחימה עדיין העניקו תקווה לפינלנד, שציפתה למעורבותו של חבר הלאומים. איתותים חיוביים מצד צרפת ובריטניה, וציפייה למעורבות צבאית של שוודיה, היוו סיבות נוספות לפינלנד שלא למהר להיכנס למשא ומתן.
בפברואר 1940, הביע המפקד העליון של צבא פינלנד, מרשל קארל גוסטף אמיל מנרהיים, פסימיות בנוגע למצבה הצבאי של פינלנד, דבר שדרבן את ממשלת פינלנד להתחיל בשיחות שלום ב-29 בפברואר, באותו היום שבו פתח הצבא האדום במתקפה על ויפורי.
התנאים
ב-6 במרץ נסעה למוסקבה משלחת פינית בראשות ראש ממשלת פינלנדריסטו רייטי.[3] בזמן שיחות המשא ומתן, פרץ הצבא האדום את קווי ההגנה הפיניים סביב טאלי ועמד לכתר את ויפורי.
ההסכם נחתם בלילה שבין 12 במרץ (שעון מוסקבה) ל-13 במרץ (שעון מזרח אירופה). הפרוטוקול מהשיחות שצורף לדפי ההסכם, קבע כי הלחימה תסתיים בצהרי היום למוחרת, שעון לנינגרד,[4] והלחימה אכן נמשכה עד אותה שעה.
הוויתורים וההפסדים הטריטוריאליים מצד פינלנד עלו על אלו שדרשו הסובייטים לפני תחילת המלחמה. פינלנד נאלצה לוותר על כמחצית מקרליה הפינית (כולל ויפורי) וקאקיסאלמי; סורטאוואלה וסואויארבי, וכל מפרץ ויפורי על כל אייו. בסך הכול, ויתרה פינלנד על כ-8% משטחה. כוחות צבא ואזרחים שנמצאו באותם אזורים פונו בהקדם אל תוך הגבולות החדשים; 422,000 תושבי קרליה 12% מאוכלוסיית פינלנד) פונו מבתיהם.
מחוז פטאמסו, שנכבש על ידי ברית המועצות, נותר בשליטת פינלנד, אך על פי ההסכם, פינלנד תעניק מעבר חופשי לאזרחים סובייטים דרך פטאסמו לנורווגיה.
בנוסף, פינלנד נאלצה לוותר על חלק ממחוז סאלה, על החלק הפיני של חצי האי ריבאצ'י (לשעבר קאלאסטאיאנסארנטו) בים ברנץ, ועל האיים הבאים במפרץ פינלנד: סורסארי, טיטארסארי, מושני (לשעבר לאבאנסארי), מאלי (לשעבר פנינסארי), וסאיסקארי. לבסוף, בסיס הצי בחצי האי האנקו הוחכר לברית המועצות ל-30 שנה[5] בדמי שכירות שנתית של 8 מיליון מארק.
בניגוד לדעה הרווחת, בהסכם השלום לא הוענקה לסובייטים הזכות להעביר כוחות צבאיים באמצעות רכבות אל הבסיס בחצי האי הנקו, אך ברית המועצות תבעה את הזכות הזאת ב-9 ביולי, לאחר ששוודיה העניקה לגרמניה את הזכות להעביר את חיילי הוורמאכט לנורווגיה הכבושה באמצעות מערך הרכבות.
דרישות נוספות מצד הסובייטים היו מסירת כל הציוד והמתקנים הצבאיים שהיו בשטחים עליהם ויתרה פינלנד. לפיכך נאלצה פינלנד למסור 75 קטרים, 2,000 קרונות רכבת, ומספר מכוניות, משאיות וספינות. אזור התעשייה בעיר אנסו (כיום סבטוגורסק) שהיה בצד הפיני של הגבול החדש, התווסף גם הוא לרשימת הדרישות, ופינלנד ויתרה גם עליו.
מתווה הגבול החדש תאם את דוקטרינת ההגנה הסובייטית על פיה מחסומים טבעיים הניתנים להגנה יוותרו בשטח הסובייטי וכך שורטט הגבול מערבה למפרץ ויפורי ואזור הביצות בין אגם סאימה לימת לדוגה.
לפני המלחמה, פינלנד הייתה יצרנית מובילה של מוך, שהיה חומר גלם חשוב ליצור חומרי נפץ. על ידי כיבוש אנסו, ברית המועצות כבשה 80% מכושר הייצור של פינלנד.
פינלנד נאלצה לוותר על שליש מהכוח ההידרואלקטרי שלה, בעיקר תחנות כוח הידרואלקטריות על נהר הווקסה (לשעבר ווקסי) שיובאו ללנינגרד, שסבלה ממחסור של 20% בחשמל.
הפינים היו המומים מהתנאים המחמירים של הסכם השלום. אובדן הטריטוריה פגע בפינלנד במספר דרכים:
חלקים גדולים מהאזור הדרומי המאוכלס ביותר בפינלנד היו מחוברים לשאר היבשת באמצעות תעלת סאימה, אשר עתה נותקה בויבורג על ידי הסובייטים, ומשם התחברו למפרץ פינלנד.
האזור הדרומי עליו ויתרה פינלנד היה ליבה התעשייתי של המדינה.
הקרליינים והפינים קרובים מבחינה אתנית לעמים הבלטו-פיניים. בכך שויתרה על חלק מקרליה, פינלנד איבדה כמחצית מהאוכלוסייה הקרלית, מצב שהוביל לדיון בהסוגיה הקרלית.
לפני המלחמה, הזוועות הסובייטיות נגד הפינים האינגריים היו מקור צער עמוק עבור רבים מהפינים. איבוד חלק מקרליה תרם להעמקתו של תחושת הצער.
תוצאות
מלחמת החורף והסכם השלום שנחתם לאחריה היו הגורמים העיקריים לפרוץ מלחמת ההמשך ב-1941. זו נסתיימה ב-1944 עם חתימת הסכם שביתת הנשק של מוסקבה, שתנאיו היו זהים בעיקרם להסכם מוסקבה מ-1940.