Вначале ноября 1939 года советскому руководству стало ясно, что мирными переговорами финляндская проблема решена не будет, и командующий Ленинградским военным округом К. А. Мерецков получил приказ разработать план военной операции против Финляндии.
Советский план боевых действий против Финляндии предусматривал разгром финской армии в приграничном сражении и продвижение в глубь страны вдоль стратегически важных дорог, идущих из СССР в Финляндию. Сам план разрабатывался на базе предвоенных заготовок в большой спешке в ноябре 1939 года. Закончен он был только в середине ноября.
Для наступления на Финляндию было выделено четыре армии, которые должны были вести боевые действия против Финляндии на всей протяженности советско-финской границы.
Колонна 20-й танковой бригады на Карельском перешейке, декабрь 1939 года.
На Карельском перешейке наступала 7-я Армия командарма 2-го ранга В. Ф. Яковлева. На начало боевых действий 7-я Армия имела в своем составе 70, 24, 43, 49, 90, 138, 150, 123-ю дивизии и три танковых бригады (20-я тяжелая танковая бригада им. С. М. Кирова, 35-я легкотанковая бригада, 39-я легкотанковая бригада). Задачей 7-й Армии было в течение 9—10 дней прорвать финскую основную оборонительную линию, разгромить финские части на перешейке и выйти на линию Выборг — Вуокса. Затем части 7-й Армии должны были продолжить наступление в направлении Лаппеенранта, Лахти, Хельсинки. Для развития успеха в 7-й Армии также был создан 10-й танковый корпус (1, 13-я легкотанковые бригады и 15-я пулеметная бригада).
Севернее Ладоги наступала 8-я Армия комдива Хабарова. В нее входили 139, 56, 75, 168, 18, 155-я стрелковые дивизии и 34-я легкотанковая бригада. Задачей Армии было выйти на линию Сортавала — Йоенсуу и продолжить наступление в центральные районы Финляндии и на запад и юго-запад в тыл финских оборонительных позиций на Карельском перешейке.
Еще дальше на север 15 ноября была основана 9-я Армия комкора М. П. Духанова в составе четырех стрелковых дивизий (54-я горнострелковая, 122, 163 и 44-я стрелковые дивизии). На начало войны 44-я дивизия все еще была в пути на фронт из Житомира. Задачей Армии было захватить Каяни и затем Оулу, перерезав таким образом Финляндию в самой узкой ее части.
На Крайнем Севере действовала 14-я Армия командарма В. А. Фролова. В ее состав входили две стрелковые и одна горнострелковая дивизия. Задачей армии было во взаимодействии с силами Северного флота захватить Петсамо, предотвратить возможные высадки западных союзников на Кольский полуостров и остановить возможное наступление из Норвегии.
В плане были допущены две фундаментальных ошибки, которые привели к его срыву, а части 8-й и 9-й Армий потерпели тяжелые поражения.
Первой ошибкой плана было предположение, что финская армия не окажет серьезного сопротивления. Советская разведка не вскрыла или не придала значения тайной мобилизации финской армии в октябре 1939 года. Весь план Мерецкова основывался на том, что финская армия не развернута до штатов военного времени. Действительно, если бы войска ЛВО в приграничных районах встретили только отдельные роты финских пограничников, то план Мерецкова был вполне осуществим. Но реальность была совсем другой. Финская армия была отмобилизована уже в октябре и весь октябрь и ноябрь провела в усиленной боевой учебе. Помимо этого, она строила новые укрепления и на 30 ноября 1939 года находилась в полной боевой готовности, заняв оборонительные сооружения.
Второй крупной ошибкой было полное игнорирование особенностей театра военных действий. Мерецков предполагал использовать те же приемы блицкрига, что и немцы в Польше — прорыв обороны противника и ввод в прорыв крупных танковых частей. Однако ни местность с болотами, лесами и скалами, ни малоразвитая дорожная сеть не позволяли проводить такие операции, и действия танков в результате свелись к непосредственной поддержке пехоты. Малоразвитая дорожная сеть привела к пробкам, проблемам со снабжением, вывозом раненых и ремонтом боевой техники.
