13-я армия своим левым крылом (15-м и 23-м корпусами) к 18 февраля вышла к главной оборонительной полосе линии Маннергейма, передний край которой проходил на этом участке по северному берегу реки Салменканте, озера Яюряпяярви, озера Муолаярви и южной окраине Муола. Перед 23-м корпусом в межозерном дефиле находился один из сильнейших узлов сопротивления линии Маннергейма – Муола-Иловесский узел, имевший 25 дотов, 21 дзот и 4 железобетонных убежища, прикрытых мощными искусственными заграждениями. Захват этого узла обеспечивал прорыв всей обороны между озерами Вуокса и Муолаярви, а также позволял ударной группировке 13-й армии сосредоточить усилия на Выборгском направлении для совместных действий с 7-й армией.
Вторая оборонительная полоса с отсечной позицией проходила от северо-западного побережья озера Муолаярви через Пиенперо, озеро Няюккиярви к станции Сомме (у Выборгского залива). Обороне финнов способствовала здесь развитая сеть долговременных сооружений, многочисленные искусственные и естественные заграждения, глубокий снег а также снежный буран, продолжавшийся до 23 февраля. Но узел сопротивления, расположенный между озерами Мусталампй и Няюккиярви, был захвачен передовыми частями советских войск. Противник удерживал рубеж Пиенперо – северный берег озера Няюккиярви. Однако угроза обхода Муола-Ильвесского узла сопротивления с северо-востока силами 62-й дивизии и вклинивание в него с юго-востока частей 136-й дивизии значительно ослабляли его оборону.
Для подготовки к предстоящим боевым действиям и проведения необходимых перегруппировок главным силам 7-й армии и правофланговым корпусам 13-й армии отводилось два дня (26-27 февраля). В течение этих дней штабы спланировали операцию и бой. Начало наступления было намечено командующим фронтом на 28 февраля. Были поставлены задачи: 7-й армии овладеть второй оборонительной полосой и в дальнейшем наступать на Выборг, а 13-й армии прорвать главную оборонительную полосу, выйти на рубеж Лохийоки – станция Яюрепя и оказать содействие 7-й армии во взятии Выборга.
В направлении главного удара была создана мощная артиллерийская группировка. Артиллерийская плотность в 23-м корпусе доходила до 82-х орудий на 1 км фронта. Дивизии, действовавшие на главном направлении, прорывали главную оборонительную полосу на фронте 1-1,5 км, имея артиллерийскую плотность 75-120 орудий на 1 км фронта, не считая артиллерии групп дальнего действия. С учетом этих групп на участке 136-й дивизии артиллерийская плотность (без учета полковой и зенитной артиллерии и минометов) доходила до 133-135 орудий, то есть достигала той плотности, которая имела место в операциях периода Великой Отечественной войны.
28 февраля войска фронта после артиллерийской подготовки перешли в наступление. 19-й и 50-й стрелковые корпуса 7-й армии прорвали вторую оборонительную полосу в районе Пиенперо. Противник начал отход в северо-западном направлении, оказывая на ряде участков упорное сопротивление. Войска 7-й армии энергично преследовали отступающих финнов. Наибольшего успеха снова добилась 123-я дивизия, которая вышла на рубеж: станция Перо – Раухата – Итяйнен. За пехотой следовала на лыжах полковая артиллерия, а за ней – дивизионная.
После перемещения дивизионной артиллерии смену боевых порядков производила корпусная артиллерия, за ней – артиллерия большой мощности. К сожалению, начальники артиллерии корпусов и штабы корпусов не планировали для смены боевых порядков частей использовать имеющиеся дороги и не занимались регулированием движения, что привело к образованию «пробок» на дорогах. В характеристике боевых действий артиллерии Северо-Западного фронта сказано: «дороги оказывались забитыми, получались пробки, приводившие к тому, что скачок артиллерии в 6-8 км затягивался обычно на 2-3 дня, вместо нескольких часов, а это очень отражалось на темпе всей операции».
3-й, 15-й и 23-й корпуса 13-й армии после артподготовки тоже перешли в наступление. 17-я и 50-я дивизии 15-го корпуса начали наступление при плохом взаимодействии с артиллерией, организацию которого пришлось заканчивать в процессе артподготовки. «Из-за этого пехота была брошена на полосу, конкретные объекты которой были недостаточно обработаны артиллерийским огнем, и понесла напрасные потери».
Неоправданная поспешность в организации прорыва привела к тому, что некоторые артиллерийские командиры не сумели завершить организацию взаимодействия и управлять артиллерией в бою. В своем докладе начальник артиллерии фронта комкор Сивков отмечал: «Штаб артиллерии 50-й стрелковой дивизии показал полную неспособность управлять огнем большого количества артиллерии; организовать управление огнем удалось лишь с помощью представителей штаба артиллерии фронта».
Наступление 23-го корпуса 28 февраля сначала тоже успеха не имело. Пехота, встреченная из долговременных сооружений сильным ружейно-пулеметным огнем, залегла перед надолбами и дальше продвинуться не смогла. Оказалось, что огонь тяжелой артиллерии с закрытых позиций 19-21 февраля не обеспечил разрушения обнаруженных дотов. Тогда, воспользовавшись слабостью противника в артиллерии и авиации, начальник артиллерии корпуса приказал выдвинуть значительное количество орудий на открытые огневые позиции для стрельбы прямой наводкой. Успешная работа артиллерии немедленно сказалась на развитии наступления. Вскоре 23-й корпус перешел в наступление, овладел Муола-Ильвесским узлом сопротивления и начал преследование противника в направлении Ристеппяля – станция Хейниоки.
Финны, прикрываясь заграждениями и ружейно-пулеметным огнем, под ударами советских войск начали отход, сжигая населенные пункты. Успешно развивая наступление, 15-й и 23-й корпуса к 1 марта вышли на линию западный берег реки Вуокса – станция Ристсеппяля. Таким образом, главная оборонительная полоса была преодолена на всем протяжении. Советские войска захватили до 70 дотов. Только части 15-го корпуса захватили 36 дотов, более 12 дзотов, много орудий и боеприпасов.
Успех наступления в значительной мере был обеспечен тем, что артиллеристы смело выдвигали орудия на открытые огневые позиции и разрушали доты огнем прямой наводкой (95-й гаубичный полк, 202-й гаубичный полк большой мощности, 49-й корпусный тяжелый артиллерийский полк и другие).
Неся большие потери в людях и вооружении, финны совершили отход на всем 60-километровом фронте от озера Вуокса до Выборгского залива. Подвижные отряды продолжали их преследование. К 1 марта войска 7-й армии подошли к позициям, непосредственно прикрывавшим Выборг, а 13-я армия развивала наступление в северном и северо-западном направлениях, одновременно ведя подготовку к форсированию частью своих сил реки Вуокса в ее среднем течении.
После прорыва второй оборонительной полосы созданный на базе оперативной группы 7-й армии 28-й корпус следовал за частями 43-й дивизии с целью выхода на острова южнее Выборга. Но выход 28-го корпуса на острова задерживался из-за медленного освобождения полуострова Койвисто и островов, прилегающих к нему. Финны упорно обороняли полуостров и острова, понимая всю опасность занятия их советскими войсками для обороны Выборга. В это же время командование, Красной Армии решило нанести завершающий удар по противнику со стороны полуострова Койвисто и ряда островов через Выборгский залив в тыл выборгской группировке и сайменским позициям, чтобы тем самым отрезать пути отхода на запад всей карельской группировке финнов.