Neuvostoliitto ampui voimakasta tykistötulta aivan viime hetkiin asti. Kansalle Moskovan rauhansopimus tuli suurena yllätyksenä, sillä tilannetiedotuksissa oli yleensä kerrottu vain voitoista ja vähätelty tappioita. Ulkoministeri Tanner piti radiossa puheen raskaista rauhanehdoista ja liput koko maassa laskettiin puolitankoon. Sotatoimien päätyttyä rauhansopimukseen 13. maaliskuuta väsyneet rintamajoukot vetäytyivät uusille rajoille yhdessä evakuoitavan väestön kanssa. 

 Talvisodassa kaatui 26 662 ja haavoittui 43 557 suomalaissotilasta. Lisäksi noin 950 siviiliä sai surmansa pääasiassa pommituksissa ja kauppalaivaston tehtävissä. Pysyvästi vammautuneita jäi sotainvalideiksi 23 000. 

Puna-armeijan tappioista on esitetty hyvin vaihtelevia arvioita. Luotettavien arvioiden mukaan neuvostosotilaita kaatui noin 127 000 ja haavoittui 266 000. Edelleenkään ei ole varmaa tietoa Neuvostoliiton todellisista tappioista talvisodassa.