Однако операция провалилась. Батальон 609–го полка потерял ориентировку и, как сказано в описании боевых действий дивизии, «блудил и лишь 10 декабря возвратился, не выполнив задачи». Отряд 718–го полка вышел 9 декабря в район населенного пункта Хаутава- ра, но в этот день командир 1–го стрелкового корпуса уже отдал приказ о нанесении фронтального удара по финским позициям.
Пришлось вернуть батальоны, проникшие в тыл противника. 10 декабря подразделения 364–го стрелкового полка вновь заняли северную окраину Толвоярви и две дамбы на озере Ала — Толва — ярви, однако дальнейшие попытки полностью овладеть Толвоярви успеха не имели, хотя атакующие получили подкрепление в два возвратившихся батальона 718–го стрелкового полка.
11 декабря командование 139–й дивизии разработало план решительной атаки на следующий день, проведя предварительно сильную артиллерийскую и авиационную подготовку. Но, как это часто случается на войне, события развивались не по плану. Плохая погода помешала полетам бомбардировщиков и в значительной мере снизила эффективность артиллерийского огня. Сыграла свою роль и крайняя утомленность
бойцов и командиров. За 12 дней с начала войны походные кухни все время отставали на забитых дорогах, и горячая пища выдавалась всего 2–3 раза. Бойцы и командиры вынуждены были разгрызать мерзлый хлеб или оттаивать его на кострах, а это было рискованно: финские разведчики — снайперы стреляли на огонь. Солдаты дивизии были так утомлены, что многих не могли разбудить даже, раскаты артиллерийской подготовки.
Батальоны залегли под огнем противника, однако приказа об отводе на исходные позиции все не было. Люди замерзали на снегу. Тем временем в ночь на 13 декабря подразделения 16–го пехотного полка финнов, которым командовал подполковник А. Паяри, начали обходить с флангов поредевшие роты 139–й дивизии. Роты без приказа с утра начали беспорядочный отход. Финским снайперам удалось выбить многих командиров, что усилило хаос. Особенно скверным положение стало тогда, когда многие подразделения отошли на дамбы и там перемешались с тылами и обозами. Из‑за потери управления в ходе последующих атак противника в дивизии началась паника, люди бежали, бросая винтовки и пулеметы. Командиру дивизии и офицерам штаба удалось остановить бегущих только на восточном берегу озера Ала — Толва — ярви. Одновременно они вывели на передовую почти всех бойцов тыловых подразделений, владевших оружием. Помогли и артиллеристы, открывшие мощный заградительный огонь.
В тот день бойцы дивизии оставили на поле боя тысячи винтовок, 64 станковых пулемета, шесть 76–мм полковых пушек и 4 противотанковых «сорокапятки». Людские потери достигли 30 % в 718–м стрелковом полку и 60 % в 609–м.
На следующий день атаки частей группы полковника Талвелы продолжались. 139–я стрелковая дивизия вновь не могла сдержать натиск неприятеля. От разгрома дивизию спасло прибытие в середине дня 14 декабря в ее расположение, к домику лесника, передового 2–го батальона 28–го стрелкового полка 75–й дивизии. Он сдержал атаки противника на заданном рубеже и дал возможность организованно выйти из боя частям злополучной дивизии. Один кадровый батальон сделал то, что не смогли девять, состоявших из новобранцев.
С этого момента 75–я и 139–я дивизии действуют до середины января 1940 года на одном участке фронта, сменяя друг друга на передовой. 75–я полностью сосредоточилась только 18 декабря. И уже на следующий день 2–й батальон 28–го стрелкового полка, спасший накануне 139–ю дивизию, атаковал противника во взаимодействии со 2–м батальоном 115–го стрелкового полка и почти дошел до позиций на восточном берегу Ала — Толва — ярви. Но закрепиться там не удалось. Остальные части 139–й дивизии продолжали отступать, и при этом вырвавшиеся вперед батальоны попали в окружение. Противнику удалось также овладеть населенными пунктами Растисалмен и Маятало, где планировалось развертывание главных сил 75–й дивизии. Поэтому двум батальонам 28–го стрелкового полка пришлось выбивать противника из этих деревень. После второй атаки финны отошли на запад.
Днем 16 декабря окруженные батальоны прорвались к своим, понеся значительные потери: 2–й батальон 28–го полка потерял 114 человек убитыми и 130 ранеными, а во 2–м батальоне 115–го полка был выбит почти весь командный состав. После выхода из окружения он был заменен 1–м батальоном полка и отправлен во второй эшелон дивизии.
На основании вмененных им в вину поражений командир 139–й дивизии комбриг Беляев и начальник штаба майор Заалишвили 16 декабря 1939 года были отстранены от занимаемых должностей. Их сменили комбриг Понеделин и полковник Глушков. Одним из первых приказов новый командир дивизии сформировал первую в Красной Армии команду из паникеров и трусов из дивизии. За эту инициативу П. Г. Понеделин получил выговор в приказе по 8–й армии. Однако позднее, на совещании в ЦК, она получила полную поддержку, когда командир 3–го стрелкового корпуса комдив П. И. Батов предложил: «…Может быть, незначительную часть бойцов, которых можно отнести к числу нерадивых, подвергать дисциплинарным взысканиям в виде арестов, а также создать специальные исправительные и дисциплинарные батальоны, с тем чтобы покончить с расхлябанностью, которая у нас имеется». Кто‑то из зала выразительно назвал эти исправительные батальоны «штрафными».