В соответствии с замыслом командование Северо-Западного фронта в директиве № 0012 поставило задачу: «Одновременным ударом внутренними флангами 13-й и 7-й армий прорвать укрепленную полосу и разгромить силы обороны противника на участке от оз. Вуокса до Кархула. В дальнейшем уничтожить всю группировку противника на Карельском перешейке, не допустив ее отхода на. запад, и выйти на фронт: Кексгольм — станция Антреа — Виипури».
13-й армии была поставлена задача: главный удар нанести своим левым крылом на фронте озеро Вуокса — озеро Муолаярви в направлении Кюриоля — Ристсеппяля; 7-й армии — главный удар нанести своим правым крылом на фронте озеро Муолаярви — Кар-хула в направлении станции Кямяря — полустанок Пуро. Кроме того, 7-й армии ставилась задача овладеть Выборгом, обеспечивая подступы к нему и всю операцию фронта с запада от возможных контрударов противника.
9 февраля 1940 г. командующий фронтом отдал боевой приказ № 0015, где говорилось: «Общее наступление по директиве № 0012 начать 11 февраля».
13-я армия наносила удар левым флангом силами пяти дивизий на участке озеро Вуокса — озеро Муолаярви. Вспомогательный удар на правом фланге силами двух дивизий на участке река Тайпаленйоки — Коуккуниеми. На остальном фронте 13-я армия одной стрелковой дивизией должна была активной обороной обеспечить действия ударной группировки. Ближайшая задача армии — выйти на фронт: Лохийоки — Миссуа — полустанок Кюляпаккола — станция Хейниоки; в дальнейшем выйти на рубеж Кексгольм — станция Антреа, развивая удар левым флангом и отрезая противнику пути отхода на запад и северо-запад. С выходом в район полустанок Яюряпя — Ильвес ударом в тыл обороняющемуся противнику частью сил левого фланга армия должна оказать содействие правому флангу 7-й армии. Резерв 13-й армии — одна стрелковая дивизия.
Армия была усилена шестью полками АРГК, тремя корпусными артиллерийскими полками, двумя дивизионами большой мощности, одной танковой бригадой, двумя отдельными танковыми батальонами. Армию поддерживали семь авиаполков.
7-я армия наносила главный удар правым флангом силами девяти дивизий на участке озеро Муолаярви — Кархула. На остальном фронте активной обороной силами трех дивизий армия должна была содействовать прорыву ударной группировки и обеспечить операцию фронта с запада. Ближайшая задача армии — выйти на фронт: станция Хейниоки — Юлясяйние — полустанок Кяйслахти и овладеть Выборгом. После прорыва левофланговый (34-й) корпус развивает наступление на станцию Макслахти, отрезает и уничтожает приморскую группировку противника. Закрепившись в Выборге, армия в дальнейшем должна была выйти на фронт: станция Антреа — Вахакюля (16 км западнее Выборга), не допуская отхода противника за Саймаанскую водную систему. 7-я армия должна была иметь за левым флангом ударной группировки резерв силой не менее одной стрелковой дивизии и одной танковой бригады.
Армия была усилена семью полками АРГК, четырьмя корпусными артиллерийскими полками, двумя дивизионами большой мощности, пятью танковыми и одной стрелково-пулеметной бригадами, двумя отдельными танковыми батальонами. 7-ю армию поддерживали четыре полка истребительной и шесть полков бомбардировочной авиации.
Всего, таким образом, в составе войск Северо-Западного фронта, на которые возлагалась задача по прорыву, насчитывалось 24 стрелковые дивизии (включая две дивизии резерва фронта), 62 артиллерийских полка, 4 дивизиона артиллерии большой мощности, 5 танковых и одна стрелково-пулеметная бригады и 4 отдельных танковых батальона.
К началу прорыва противник имел против войск Северо-Западного фронта 7 пехотных дивизий, 1–2 пехотные бригады, 4–5 егерских батальона, 25–30 артиллерийских дивизионов.
Северо-Западный фронт превосходил противника по пехоте в 2,5–3 раза, по артиллерии — в 4–6 раз, а по танкам и авиации превосходство было абсолютным. Наличие такого количества средств позволяло командованию фронтом создать мощную группировку на направлении главного удара, сузить фронт наступления частей и соединений и эшелонировать боевые порядки в глубину. Так, на направлении главного удара корпус наступал на фронте 5–6 км, имея боевое построение в два эшелона: дивизии наступали на фронте 2–3 км, имея полки в одном или двух эшелонах. Полки строили боевой порядок в два и три эшелона. Ударная группировка имела возможность создать плотность на 1 км фронта 4–4,5 батальона и 60 орудий, а на некоторых участках и выше.
За последние 20–25 дней подготовительного периода состав фронта увеличился на 10 дивизий и 6 артиллерийских полков, а за весь подготовительный период на Карельском перешейке были сосредоточены мощные артиллерийские средства. Войсковая артиллерия в сравнении с начальным периодом войны увеличилась с 21 артиллерийского полка до 51; артиллерия РГК — с 8 артиллерийских полков до 13. В течение января — первой половины февраля на усиление фронта из артиллерии РГК прибыли: 137-й и 168-й гаубичные полки большой мощности, 124-й, 375-й и 376-й гаубичные полки РГК, 267-й корпусный тяжелый артиллерийский полк.
К 8 февраля 1940 г. в состав артиллерии Северо-Западного фронта входило 876 — 45-мм противотанковых пушек, 432 — 76-мм полковые пушки обр. 1927 г., 480 дивизионных пушек (в основном Ф-22), 18 — 107-мм пушек обр. 1910/30 г., 624 — 122-мм гаубицы, 72 — 122-мм пушки обр. 1931 г., 480 — 152-мм гаубиц, 258 — 152-мм гаубиц-пушек MЛ-20, 114 гаубиц Б-4, 3 — 234-мм английских гаубицы, 12 — 280-мм мортир обр. 1915 г. и 4 — 280-мм мортиры Бр-5. Кроме того, в составе 7-й и 13-й армий насчитывалось более пятисот 82- и 120-мм минометов и 60 орудий (15 батарей) зенитной артиллерии, прикрывавших боевые порядки войск. Из общего количества 3367 орудий на направлении главного удара фронта (на участке 45 км) было сосредоточено 2064 орудия, что составило 62 % всей артиллерии. Еще более решительно была массирована тяжелая артиллерия. На фронте главного удара было сосредоточено 87 % всей тяжелой артиллерии.
В ночь перед атакой полковая и противотанковая артиллерия и минометы 7-й армии заняли и оборудовали огневые позиции, с которых в период между огневыми налетами должны были уничтожать уцелевшие огневые точки, проделывать проходы в проволочных заграждениях, вести огонь по амбразурам дотов и дзотов. Примерно по такому же принципу была спланирована артиллерийская подготовка и в 13-й армии.
Сопровождение атаки пехоты и танков впервые в Красной армии было осуществлено наиболее эффективным методом — огневым валом. Этот метод был применен на направлении главного удара в 7-й армии на глубину полтора-два километра, а в 13-й армии на глубину 800—1000 м. Основные рубежи огневого вала накладывались на оборонительные рубежи или на узлы сопротивления. Расстояние между основными рубежами колебалось в пределах 250–400 м, которое прочесывалось огнем через каждые 100 м. Огонь на этих промежуточных рубежах был продолжительностью две-три минуты. Если перенос огня с промежуточных рубежей осуществлялся по времени, то с основных рубежей — по сигналу пехоты. В том случае, если пехота задерживалась на каком-либо рубеже, то огневой вал из огневой завесы превращался в артподготовку объекта атаки. Дивизионные участки огневого вала назначались протяженностью в 200–250 м.
Командующие армиями назначили час атаки: 7-й армии — на 12 ч., 13-й армии — на 11 ч. 50 мин. 11 февраля.