在争取芬兰独立的过程中，芬兰和俄国以及其后苏联的关系一直很冷淡，苏联支持的芬兰社会主义者起义已经失败，斯大林当时非常担心纳粹德国会进攻苏联，因为苏芬边界距离列宁格勒只有32公里，他担心芬兰会成为德国进攻苏联的根据地。1932年苏联和芬兰签署了《苏芬互不侵犯条约》，1934年又进一步确定此协定10年有效。
1938年4月，苏联和芬兰进行外交谈判，希望能与芬兰联合抵抗德国，并希望芬兰将列宁格勒外围领土和苏联北方领土进行交换，以达到保护列宁格勒的目的。但谈判持续长达一年也没有实质性进展，这时欧洲的形势已经开始恶化。
1939年秋季，苏联要求芬兰将边界从列宁格勒往后拉25公里，并租借汉科半岛30年，以建设海军基地。苏联割让面积为两倍的领土给芬兰作为交换，但这部分领土接近北极，除了雪和北极熊，唯一盛产的只有石头，其产业与国防重要性远远不如苏联所要求的领土。而且，苏联已于同年九十月份强迫波罗的海三小国容许苏军进驻，芬兰对苏联以谈判为出发点蚕食芬兰的可能威胁感到恐惧，便以警戒的立场回应，11月初芬兰提出让步较少的解决方案，遭到苏联拒绝。
眼见谈判不成，苏联军队制造了“曼尼拉事件”，宣称芬兰军队炮击曼尼拉村造成苏联士兵死亡，进而要求芬兰政府赔礼道歉，并将军队后撤20～25公里，被芬兰政府拒绝。苏联以此为借口废除《苏芬互不侵犯条约》，随即准备开战。
1939年11月30日，苏军以20个师共45万人、2400辆坦克、1980门大炮和700余架作战飞机，向芬兰发起全线进攻。同时宣布在其占领区内成立芬兰民主政府，声称红军是应该政府要求越过边界的。
苏联为侵略芬兰进行了部分动员，摆开了要把芬兰一口吞掉的架势。反观芬兰，它只是一个200万人口的小国，军队总数不到3万人，陆军的装备还停留在一战水平，大炮多是1900年前后的轻炮，甚至还有1887年制造的没有现代助推装置的加农炮，坦克只有28辆一战时的法国雷诺战车和10辆左右比较现代的轻战车，芬兰唯一比较先进的只是在步兵轻武器方面，这些武器射击准确性较高。
但是，芬兰军队凭借在卡累利阿地峡修建的曼纳海姆防线的坚固工事，利用严寒和沼泽森林的有利地形，展开反击。苏军除在北冰洋的贝柴摩和萨拉地区外，在卡累利阿地峡和拉多加湖一带伤亡较大，对芬军主阵地久攻不克。
战争爆发后，许多苏联士兵称芬兰军为“白色死神”，可见芬兰军出其不意的杀伤力。芬兰军最喜欢的目标是补给车队和野战厨房，这些目标不但容易攻击，而且还可以让大量苏军没有办法得到热食，士气受到打击。这种战术成功到什么程度呢？苏军第44师师长因败退被斯大林处决时，罪名之一就是丢掉了55个野战厨房。
在苏芬战争中，有两种武器被冠以苏联外长莫洛托夫之名。苏联空军于开战首日即对以芬兰首都赫尔辛基为主的大都市进行空袭，甚至使用了子母弹式的燃烧弹。然而，面对芬兰的指责，莫洛托夫却恬不知耻地称：苏联空军并未轰炸芬兰，而是为芬兰部分城市内饥饿的工人空投“面包”。因此，整个战争期间，芬兰人都将苏联空军的炸弹戏称为“莫洛托夫的面包”。
在冬季游击战期间，芬兰军大量使用发明于西班牙内战，以玻璃瓶等容器盛装石油、磷、助燃剂等物的燃烧瓶，对苏军阵地与车辆造成极大损害，由于多以酒瓶为容器，芬兰官兵称之为“这是给莫洛托夫的鸡尾酒”，于是“莫洛托夫的鸡尾酒”成为汽油弹的别称。
1940年1月，苏军重新组织攻势，总兵力增加到46个师，以密集炮火和重型坦克在卡累利阿地峡发动总攻，空军对芬兰后方城市和交通线狂轰滥炸，突破曼纳海姆防线，芬兰军于2月26日退守维堡一线。到3月5日，芬兰军已濒于兵力枯竭、弹尽粮绝、外援无望的险境。在这种情况下，芬兰政府在瑞典的斡旋下于3月7日派代表赴莫斯科议和，3月13日两国签订了《和平协定》。芬兰将其东南部包括维堡（芬兰第三大城市，重要工业中心和塞马运河出海口）在内的卡累利阿地峡、萨拉地区和芬兰湾的大部分岛屿割让给苏联，共计4万多平方公里土地，占全国面积的十分之一，并把汉科港租给苏联30年。
芬兰军总司令痛楚地说：“该协定给我国的战略地位带来了灾难性的后果，我们丧失了本来可以保证我们阻止入侵军队前进的全部要地。新的国界使芬兰暴露在侵略者面前，而汉科则像一支指向我国心脏的手枪。”然而，仅仅过了一年，芬兰就在苏德战争中配合德军，夺回了失去的土地。
芬兰抗击苏军，自1939年11月到次年3月，前后不过4个月，使苏军遭受了惨重损失。莫洛托夫在1940年3月向苏军最高统帅部报告的红军伤亡数字为：死亡4.8745万人，伤15.8863万人，这还只是一个大大缩水了的数字。据赫鲁晓夫的回忆录透露，苏军在战争中实际受伤上百万人，死亡20万人以上，苏军全建制被芬兰军歼灭的就有第163师、第44师、第54师、第18师、第168师，第122师和第88师遭到了歼灭性的打击，被俘5.5万人，而芬兰军队只有2.3万人阵亡，4.7万人受伤（战争期间，芬兰正规军进行了扩编）。
更可贵的是，芬兰军通过战争，彻底打消了苏联吞并芬兰的企图。苏联动用大军进攻芬兰是志在必得。但苏芬战争的惨重代价，使苏联不得不正视现实，重新与芬兰谈判。芬兰通过战争，避免了被并入苏联的命运，最后虽对苏联进行了一些妥协，但基本上保证了国家主权和民族独立。