9-я армия была усилена 51-м корпусным артиллерийским полком (12 – 107-мм пушек обр. 1910/30 гг. и 12 – 152-мм гаубиц-пушек МЛ-20) и 63-м зенитным артиллерийским дивизионом (12 – 76-мм зенитных пушек). В составе 9-й армии был 91 легкий танк.
В планах советского Главного командования 9-й армии отводилась важная роль. Она должна была разрезать Финляндию пополам, выйдя к побережью Ботнического залива. Ведь именно в районе Суомуссалми полоса финской территории между советской границей и Ботническим заливом наиболее узкая. 9-я армия должна была выйти на побережье Ботнического залива на участке Оулу-Кеми. Этим достигалась изоляция северной Финляндии от остальной территории страны. Финны лишались железнодорожного сообщения со Швецией. Были бы значительно затруднены действия англо-французского экспедиционного корпуса в случае его высадки в северной Норвегии.
В начале декабря 1939 года 9-я армия должна была действовать на 400-километровом фронте, то есть фронт наступления каждой дивизии формально достигал 133 км. Естественно, что в действительности такого быть не могло, поэтому действия 9-й армии разбились на операции так называемых группировок.
На кандалакшском направлении действовала 122-я стрелковая дивизия. Правый ее фланг отстоял почти на 250 км от частей 14-й армии, левый – почти на 250 км от частей ухтинской группировки 9-й армии.
На ухтинском направлении действовала 163-я стрелковая дивизия, позже к ней присоединилась 44-я стрелковая дивизия. «Соседи» справа были, как уже говорилось, на удалении 250 км, а соседи слева (ребольской группировки) в 85 км.
На ребольском направлении действовала 54-я стрелковая дивизия. Ее «соседями» слева на удалении около 110 км были части 8-й армии.
С 30 ноября до середины декабря дивизиям 9-й армии противостояли всего-навсего пять финских батальонов, применявших тактику маневренной обороны. Единственный большой бой провела 54-я горнострелковая дивизия 12 декабря в дефиле озер Аласярви и Саунаярви. Ее 118-й и 337-й полки не стали тратить время на бесплодные атаки в лоб и обошли финские части по льду озер. Чтобы не попасть в окружение, финны отошли, понеся большие потери.
Наступавшая в центре 163-я стрелковая дивизия в первые дни декабря имела против себя всего один финский батальон. 6 декабря подошел еще один батальон, а на следующий день из резерва прибыл финский пехотный полк. Эти части объединились в бригаду под командованием полковника X. Сииласвуо. 22 декабря данная бригада была развернута в 9-ю пехотную дивизию.
17 декабря 163-я дивизия овладела городом Суомусальми. До этого больших потерь в 9-й армии не было. В 122-й дивизии насчитывалось 76 человек убитыми и 266 ранеными; в 163-й, соответственно, 89 и 154; в 54-й – 79 и 286. Однако главные сражения были еще впереди.
Тем временем финны закончили переброску на север Финляндии частей будущей 9-й пехотной дивизии, 1-й пехотной бригады и нескольких отдельных батальонов. К 17 декабря финское командование сформировало Лапландскую группу под командованием генерал-майора К. Валлениуса, куда вошли 9-я пехотная дивизия, 1-я пехотная бригада и несколько отдельных частей.
18 декабря 1-я пехотная бригада финнов контратаковала в лоб полки 54-й горнострелковой дивизии, но, получив отпор, отошла на Нурмес. Тогда финны начали перегруппировку, чтобы обойти дивизию с флангов и выйти на ее коммуникации. В результате 20-22 декабря после тяжелых боев действовавшие на флангах 54-й дивизии отряды Маклецова и Алексеенко были вынуждены отойти к главным силам. 23 декабря 3-му батальону 529-го стрелкового полка пришлось уже прорываться из окружения на восток, неся большие потери. Когда он вышел в район поселка Лендеры, в строю осталось всего 132 человека.
В районе Суомусальми передовые отряды финской 9-й пехотной дивизии сковали части 163-й стрелковой дивизии, действовавшие только по дорогам и пытавшиеся сбить противника лобовыми атаками. Командир финской дивизии генерал X. Сииласвуо писал впоследствии: «Мне было непонятно и странно, почему русские не имели лыж. Из-за этого они не могли оторваться от дорог и несли большие потери».
18-20 декабря 163-я дивизия вела тяжелые бои в районе Суомусальми. Гром грянул 21 декабря, когда финским лыжным группам удалось выйти на коммуникации дивизии в районе Важенваара, уничтожить часть тыловых обозов и создать угрозу окружения ее основных сил. Усилия посланных на помощь частей 44-й дивизии отбросить финские отряды с дороги успеха не имели. Ее батальоны вводились в бой разрозненно, сразу по прибытии, без подготовки. В течение нескольких дней 3-й батальон 305-го стрелкового полка при поддержке полковой артиллерии и 312-го танкового батальона пытался прорвать оборону противника на 25-м километре дороги на Важенваара, но безрезультатно. Не помог и ввод в бой 1-го батальона 25-го стрелкового полка. Потери дивизии за три дня боев составили 448 человек убитыми, 810 ранеными и 226 обмороженными.
Между тем финские лыжные отряды разгромили несколько тыловых подразделений 163-й дивизии. Финны начали беспокоить тылы 44-й стрелковой дивизии, устраивая завалы на дороге ближе к границе.
Командование 163-й стрелковой дивизии не смогло в сложившейся непростой ситуации организовать отход, и если бы не героизм бойцов и командиров 81-го горнострелкового полка, прикрывавшего отступление главных сил, то потери могли бы быть еще больше.
С 20 декабря 1939 года по 1 января 1940 года погибли 353 человека, были ранены 486, попали в плен 107, пропали без вести 346 и обморожены 65 человек. Всего с начала боевых действий потери составили: 890 человек убитыми, 1415 ранеными, почти 300 обмороженными. Были также потеряны 130 пулеметов, две 37-мм, восемь 45-мм и семь 76-мм пушек, 140 автомобилей. По финским данным потери 163-й дивизии были гораздо больше: свыше 5 тысяч человек убитыми и 500 пленными, 11 танков и 27 орудий.
Вину за неудачу высшее командование РККА свалило на командующего 9-й армией М.П. Духанова и начальника штаба армии комдива А.Д. Соколовского. Их отстранили от занимаемых должностей. В конце декабря арестовали и отдали под суд командира наиболее пострадавшего 662-го стрелкового полка Шарова и комиссара Подхомутова. Они «чистосердечно» признались во вредительстве и были расстреляны.
Бойцы 162-й дивизии при отступлении бросали не только винтовки, но и обмундирование. На совещании в ЦК в апреле 1940 года кто-то из командиров заметил: «Ведь 163-я дивизия пришла босая». Начальник снабжения Красной Армии корпусной комиссар А.В. Хрулев это подтвердил, зачитав постановление Военного совета 9-й армии, где перечислялось имущество, брошенное дивизией: «Военсовет устанавливает, что 163-я дивизия оставила на поле боя... рубах летних – 3028 штук, белья нательного – 11849 пар, шаровар ватных – 4321 штуки, перчаток – 6147, валенок – 2250, кожаной обуви – 6908 пар».
Количество оставленной одежды и обуви оказалось в несколько раз большим, чем могло быть на всех убитых и пленных вместе взятых. Остается загадкой: то ли красноармейцам было удобнее драпать по снегу в крепчайший мороз без сапог и валенок, то ли имущество им так и не успели раздать, то ли интенданты по своему обыкновению списали на окруженных часть того, что сами украли.