В условиях мороза, сильного ветра и снега, через торосы, по льду, пробитому снарядами и местами подмытому подледными течениями, под сильным огнем финской артиллерии на плацдарм началась переброска основных сил. Лед усилили досками и бревнами. У финнов почти не было бомбардировочной авиации, и разрушить с воздуха переправу, прикрытую истребителями, они не смогли.
В ходе боев с 5 по 8 марта 91-я стрелковая дивизия заняла несколько важных высот и подошла к северо-восточной окраине Выборга. 6–7 марта, после тяжелых боев по прорыву финских укреплений, советские части перерезали железную дорогу Выборг – Антреа.
8 марта части советской 13-й легкотанковой бригады прорвали оборону в районе Манникала, а на следующий день вместе с 348-м стрелковым полком захватили железнодорожную станцию Репола. Казалось, кольцо окружения вокруг Выборга вот-вот замкнется. Были захвачены северная и восточная окраины города. К исходу 11 марта 173-я стрелковая дивизия 28-го стрелкового корпуса перерезала шоссе Выборг – Хельсинки. Части 34-го и 50-го корпусов вплотную приблизились к Выборгу. 7-я стрелковая дивизия 34-го корпуса завязала бои в городском предместье Карьяла. 12 марта соединения 7-й армии получили приказ командующего Северо-Западным фронтом штурмом взять Выборг. В этот день 7-я стрелковая дивизия вышла к зданиям тюрьмы и вокзала и завязала бой за восточную и юго-восточную части города. К 20 час. 30 мин. 4-й и 19-й танковые батальоны 1-й легкотанковой бригады ворвались в Таммисуо. Правда, этот успех обошелся советской стороне потерей 10 танков: 8 подорвались на минах и 2 были подбиты из противотанковых пушек.
В ночь с 12 на 13 марта начался генеральный штурм Выборга. Финны упорно оборонялись. Штурм Выборга для Сталина был своеобразным «голом престижа», оплаченным тысячами жизней. 12 марта, к моменту начала штурма, был уже подписан Московский мирный договор, согласно которому Выборг отходил к СССР.
Утром 13 марта по городу открыла ураганный огонь советская артиллерия. Одновременно с 7 часов утра в части стало поступать предупреждение, что наступление будет продолжаться только до 12 часов, после чего следует прекратить огонь. Потери советских и финских войск в боях за Выборг неизвестны, но несомненно, что советские жертвы значительно превышали финские.