10 июня 1944 года, через четыре дня после высадки союзников в Нормандии, началась советская Выборгско-Петрозаводская наступательная операция с целью отбросить финские войска от Ленинграда, и вывести Финляндию из войны до начала наступления на Германию. РККА за счёт массового применения артиллерии, авиации и танков, а также при активной поддержке Балтийского флота, взломала две линии обороны финнов на Карельском перешейке и 20 июня взяла штурмом Выборг. 21 июня войска Карельского фронта также перешли в наступление и 28 июня освободили Петрозаводск.
30 июня произошло решающее сражение под Иханталой. 6-я дивизия — последняя финская часть, переброшенная из Восточной Карелии, — успела занять позиции и стабилизировала оборону — финская оборона устояла, что самим финнам казалось «настоящим чудом». Финская армия заняла рубеж, который на 90 процентов проходил по водным препятствиям, имевшим ширину от 300 м до 3 км. Это позволило создать в узких проходах прочную оборону и иметь сильные тактические и оперативные резервы. К середине июля на Карельском перешейке действовало до трёх четвертей всей финской армии. С 1 по 7 июля РККА была предпринята попытка высадки десанта через Выборгский залив во фланг линии «ВКТ», в ходе которой были захвачены несколько островов в заливе. 9 июля была предпринята последняя попытка прорыва линии «ВКТ» — под прикрытием дымовой завесы советские войска форсировали реку Вуоксу и захватили плацдарм на противоположном берегу. Финны организовали контратаки, но не смогли ликвидировать плацдарм, хотя и не дали его расширить. Бои на этом участке продолжались до 20 июля. Попытки форсировать реку на других направлениях были отбиты финнами. С 12 июля 1944 года Ставка приказала Ленинградскому фронту перейти к обороне на Карельском перешейке. Войска Карельского фронта продолжили наступление и к 9 августа вышли на линию Кудамгуба — Куолисма — Питкяранта.
1 августа 1944 года президент Финляндии Рюти ушёл в отставку, в 4 августа парламент Финляндии привёл Маннергейма к присяге в качестве президента страны. 25 августа финны через советского посла в Стокгольме, запросили у СССР условия прекращения боевых действий. Советское правительство выдвинуло два, согласованных с Великобританией и США, условия: немедленный разрыв отношений с Германией; вывод немецких войск в срок до 15 сентября, а при отказе — интернирование. 2 сентября Маннергейм направил письмо Гитлеру с официальным предупреждением о выходе Финляндии из войны. 4 сентября вступил в силу приказ финского главного командования о прекращении боевых действий по всему фронту. Боевые действия между советскими и финскими войсками закончились. Прекращение огня вступило в силу в 7:00 с финской стороны, Советский Союз прекратил военные действия сутки спустя, 5 сентября. Советские войска в течение суток захватывали в плен парламентёров и сложивших оружие. Инцидент был объяснён бюрократической задержкой.
Советские военнослужащие восстанавливают пограничный знак на границе с Финляндией.
19 сентября в Москве было подписано Соглашение о перемирии с СССР и Великобританией, действовавшими от имени стран, находящихся в состоянии войны с Финляндией. Финляндия приняла следующие условия: возврат к границам 1940 года с дополнительной уступкой Советскому Союзу сектора Петсамо; сдача СССР в аренду полуострова Порккала (расположенного вблизи Хельсинки) сроком на 50 лет (возвращён финнам в 1956); предоставление СССР прав транзита войск через Финляндию; репарации в размере 300 млн. долларов США, которые должны быть погашены поставками товаров в течение 6 лет; снятие запрета на компартию. Мирный договор между Финляндией и странами, с которыми она находилась в состоянии войны, был подписан 10 февраля 1947 года в Париже.
Подписание Соглашения о перемирии от 19 сентября 1944 года.
Таким образом, по итогам советско-финской войны, несмотря на значительный ущерб, нанесённый войной, Финляндия смогла сохранить свою независимость и создать новые и конструктивные отношения с СССР.