De kosten voor de Sovjet-Unie waren niet gering. Volgens vrij recent vrijgegeven cijfers bedroegen de verliezen in totaal 391.693 slachtoffers, waarvan 126.785 gesneuveld of vermist en 264.908 gewonden. Afgezien van de manschappen waren er eveneens zware verliezen aan tanks en gevechtsvliegtuigen en bovenal een niet te schatten verlies aan prestige voor het Rode Leger. Bovendien bleek de winst van het vredesverdrag grotendeels denkbeeldig te zijn. Afgezien van het feit dat het duidelijk was dat Finland in de toekomst, als de Sovjet-Unie ooit in moeilijkheden mocht komen, zou proberen om revanche te nemen, stonden daar weinig of geen voordelen tegenover. Noch de basis te Hangö, noch de nieuwe grenslijn bleek veel waarde te hebben toen de Duitsers in juni 1941 de Sovjet-Unie binnenvielen.
De Sovjet-Unie boekte afgezien van de terreinwinst nog een andere belangrijke overwinning. Die was gelegen in de militaire ervaring die het Rode Leger had opgedaan. De Opperste Militaire Sovjet gebruikte drie dagen (van 14 tot 17 april 1940) om de geleerde lessen van de Winteroorlog te analyseren. Als gevolg hiervan voerde de nieuwe Volkscommissaris van Defensie en tot maarschalk gepromoveerde Semyon K. Timoshenko de noodzakelijke reorganisaties door, vastgelegd in Order nr. 120, die op 16 mei werd uitgegeven. Hierin werd de nadruk gelegd op de noodzaak van een beweeglijke infanterietactiek, een betere samenwerking tussen de verschillende wapens, een degelijke voorbereiding op oorlogvoering in de winter en bovenal een intensieve en aan de praktijk aangepaste training. Hoewel in juni 1941 niet duidelijk merkbaar, was het Rode Leger een doeltreffendere strijdmacht geworden, wat in de vrieskou in december duidelijk aan het licht zou komen tijdens de tegenaanval waarbij de Wehrmacht werd verdreven voor de poorten van Moskou.
Van het Finse standpunt bekeken zag de situatie er somber uit. Militair gezien was de nieuwe situatie een regelrechte ramp. De nieuwe grens, die dicht langs uiterst belangrijke industriegebieden en bevolkingscentra liep, was langer en veel moeilijker te verdedigen dan de oude. Het was niet langer mogelijk tijd te winnen voor een mobilisatie door terrein prijs te geven in de grensgebieden. In de toekomst zou het Finse leger direct aan de grens moeten staan en strijden. De Finnen hadden in totaal 66.406 slachtoffers te betreuren, waarvan 19.576 doden, 3.273 vermisten en 43.557 gewonden, terwijl de hele strijdmacht nooit sterker was geweest dan 200.000 manschappen.
Het hele leger zou opnieuw moeten worden uitgerust, natuurlijk met moderner materieel. Het Finse opperbevel wist dit te verwezenlijken. In juni 1941 had Finland een leger van 16 divisies, veel beter uitgerust dan in 1939. Bovendien was dit leger in staat verbazingwekkende staaltjes te leveren van aanvals- en verdedigingstechniek tijdens de Vervolgoorlog.
Politieke gevolgen
De politieke gevolgen waren niet zo gemakkelijk te overwinnen, want Finland was in een politiek isolement geraakt en vanuit Moskou werd er voortdurend diplomatieke druk op Helsinki uitgeoefend. De bittere ervaring die Finland met de agressie had opgedaan, had het Finse volk en de Finse regering overtuigd van de onbetrouwbaarheid en boosaardigheid van de Sovjet-Unie en dus zochten zij politieke steun waar ze die maar konden krijgen. Hieruit ontstond hun rampzalige Waffenbruderschaft (wapenbroederschap) met nazi-Duitsland en een hervatting van de vijandelijkheden in juni 1941.
De Winteroorlog was één van de vele trieste hoofdstukken in de lange, bewogen geschiedenis van de betrekkingen tussen Finland en Rusland, later de Sovjet-Unie. Maar het was ook een misvatting in de algehele geschiedenis van de Tweede Wereldoorlog. Afgezien van het feit dat Finland zich erdoor liet verleiden in juni 1941 een aanval op de Sovjet-Unie te ondernemen, droeg de Winteroorlog in belangrijke mate bij tot de illusie, dat het Rode Leger een tweederangs militaire macht was.
Maar aan de andere kant scheelde het niet veel of deze oorlog had nog veel grotere gevolgen gehad. Als Finland het geallieerde aanbod aanvaard had, Britse en Franse troepen de Scandinavische neutraliteit geschonden hadden en deelgenomen hadden in de strijd tegen het Rode Leger, wie kan zeggen welke invloed dit dan gehad zou hebben op het verdere verloop van de Tweede Wereldoorlog? Gezien het optreden van de geallieerde troepen in Noorwegen, zou een ramp nauwelijks te voorkomen zijn geweest, terwijl de geallieerden bovendien misschien in oorlog geraakt zouden zijn met de Sovjet-Unie. De geallieerden mogen Finland daarom dankbaar zijn, dat het hen van dwaasheden heeft weerhouden.
Het mislukken van de geallieerde plannen was niet zonder gevolgen. De geallieerde leiders, voor wie de hulp aan Finland op het tweede plan gekomen zou zijn, beschouwden het mislukken van hun plan om in Scandinavië een tweede front te vormen, als een nederlaag. Dat gevoel was het sterkst in Frankrijk en het leidde daar tot de val van de regering Daladier. De voornaamste punten van het geallieerde plan werden daarna opgenomen in een nieuw plan. Het vervoer van ijzererts naar Duitsland zou verstoord worden door het leggen van mijnen in de Noorse territoriale wateren en van de verwachte Duitse reactie zou gebruik gemaakt worden om troepen in Noorwegen aan land te zetten. En zo vormde de Winteroorlog indirect het begin van een nieuwe fase in de strijd in het westen: Operatie Weserübung.
