pienoiskuva|oikea|Kenraaliluutnantti Oscar Enckell suoritti unkarilaisten vapaaehtoisten lähtötarkastuksen. Unkarilaisia johti kapteeni Imre Kémeri Nagy. pienoiskuva|Boys-panssarintorjuntakiväärillä aseistettuja ruotsalaisia vapaaehtoisia.
Talvisodan ulkomainen apu koostui sotamateriaalista, vapaaehtoisista ja moraalisesta tuesta Suomelle taistelussa Neuvostoliittoa vastaan talvisodassa. Suomi sai paljon myötätuntoa ympäri maailman jo lokakuussa ennen talvisotaa, ja sodan alku synnytti suurta neuvostovastaisuutta. Kansainvälinen lehdistö seurasi sotaa tarkasti ja asettui kommunistisia lehtiä lukuun ottamatta Suomen puolelle.
Kansainliitto Suomi ilmoitti Kansainliitolle joutuneensa hyökkäyksen kohteeksi, ja Kansainliitto alkoi käsitellä asiaa 9. joulukuuta 1939. Neuvostoliitto ilmoitti Kansainliitolle, ettei se ole sodassa Suomea vastaan, vaan se tukee Terijoen hallitusta, joka oli pyytänyt apua. Kansainliitto ei hyväksynyt selitystä, vaan se erotti Neuvostoliiton 14. joulukuuta ja kehotti jäsenmaitaan auttamaan Suomea.
Pohjoismaat pienoiskuva|Ruotsalaisten vapaaehtoisten Flygflottilj 19:n talvisodan aikana Pohjois-Suomessa käyttämä Gloster Gladiator Mk.I. Yhdistynyt kuningaskunta myi ja lahjoitti 30 Gloster Gladiatoria Suomelle.
Pohjoismaat, eritoten Ruotsi, tukivat Suomea sodassa. Ruotsissa syntyi laaja kansalaisliike, ja Finlandskommiten () avulla ja tunnuksen Finlands sak är vår alla Ruotsista saapui vapaaehtoisena sotaan yli 8 260 miestä eli Svenska frivilligkåren. Nämä saivat rintamavastuun Sallan alueella helmikuussa. Apuun sisältyi myös lentokoneita: 12 hävittäjää ja neljä pommikonetta, joilla vapaaehtoinen Flygflottilj 19 osallistui taisteluihin 10. tammikuuta 1940 lähtien muodostaen Pohjois-Suomen ainoan ilmapuolustuksen. Koneet tulivat Ruotsin ilmavoimilta, ja esimerkiksi hävittäjät olivat kolmasosa Ruotsin hävittäjäkoneista. Tämän lisäksi Ruotsi luovutti Suomelle käyttökelpoisia erityyppisiä harjoitus- ja kuljetuskoneita noin kymmenen kappaletta, muun muassa niin sanotun Hanssin-Jukan. Ruotsissa annettiin myös ryhmälle Kauhavan lento-oppilaita peruslentokoulutus. Virallisesti Ruotsi pysyi kuitenkin puolueettomana.
Norjalaisia vapaaehtoisia tuli Suomeen 725 miestä. Lisäksi Norjasta saatiin 12 kenttätykkiä ja kivääreitä. Norjassa kerättiin varoja, joilla ostettiin kuusi uutta koulutuskonetta. Oslon lähellä näillä annettiin suomalaisille siviililentokoulutusta. Hyvin tärkeä oli Norjan viranomaisten myötämielisyys lentokonehankintojen avustamisessa. Yhdistyneestä kuningaskunnasta hankitut koneet lennettiin Stavangerin teknisen välilaskun kautta lähes suoraan tukikohtiinsa. Yhdysvalloista hankitut koneet purettiin norjalaisissa satamissa ja kuljetettiin Ruotsiin kokoonpanoa varten. Tämä oli ainoita henkireikiä Neuvostoliiton ja Natsi-Saksan yhteistuumin yrittäessä estää Suomen lentokonehankintojen toimituksia.
Tanskalaisia vapaaehtoisia ilmoittautui yli tuhat, mutta nämä olivat vielä talvisodankäynnin koulutuksessa sodan loppuessa. Tanskalaisia hävittäjälentäjiä tuli useita suomalaisiin lentoyksiköihin. Neljä heistä kaatui Suomen puolesta.
Viro Viron osa sodassa oli monitahoinen. Valtio oli itsenäinen, mutta se oli allekirjoittanut syyskuussa 1939 avunantosopimuksen Neuvostoliiton kanssa. Neuvostolaivaston sota-aluksia oli Tallinnassa, ja Paldiskissa oli Neuvostoliiton lentotukikohta, josta käsin pommitettiin Turkua.
Suomen poliittinen johto kutsui Viroa "vihollisensa liittolaiseksi" ja Suomessa esiintyi Viron-vastaisuutta. Maiden diplomaatit kävivät Viron roolista pisteliästä sananvaihtoa. Virallisesti Viro ilmoitti olevansa sodassa puolueeton ja neuvostolaivaston olevan Tallinnassa vain laivastovierailulla.
Epävirallisesti Viron johto antoi kuitenkin luvan Tallinnan ulkopuolella olevien puna-armeijan tukikohtien pommittamiseen. Suomen ilmavoimat pommittivatkin, mutta tavoitteenaan lähinnä näyttää Puna-armeijalle, etteivät ne olleet koskemattomia. Ilmavoimilla oli suunnitelma Paldiskin lentotukikohdan tuhoamiseksi, mutta sitä lykättiin sodan loppuun asti Karjalankannaksen toisen offensiivin alettua, kun pommikoneita tarvittiin jalkaväen tukemiseksi. Suomalaiset myös miinoittivat Viron laivaväyliä. Miinat upottivat saksalaisen kauppalaiva Dietrich Hasseldickin, joka painoi 900 tonnia.
Vaikka poliittisesti Suomi ja Viro olivat etäisiä, sotilaallisesti mailla oli salaista ja Suomelle arvokasta yhteistyötä. Virolaiset radiotiedustelijat mursivat Puna-armeijan koodattua radioliikennettä ja saivat divisioonatason tietoa sen operaatioista. Tiedustelutieto lähetettiin Suomeen Suomenlahden merikaapeleita pitkin.
Ranska ja Yhdistynyt kuningaskunta pienoiskuva|right|Gloster Gauntlet.
Ranska ja Yhdistynyt kuningaskunta suunnittelivat retkikunnan lähettämistä Suomen avuksi erityisesti sen jälkeen, kun Suomen puolustus osoittautui uskottavaksi. Länsivaltoja houkutteli mahdollisuus vetää Suomi ja muut Pohjoismaat lähemmäs länttä ja täydentää Saksan saartorengasta. Neuvostoliitolle haluttiin aiheuttaa vahinkoa myös siksi, että sodan pitkittyessä sen uskottiin joutuvan vähentämään materiaalitoimituksia Saksalle. Brittien suunnitelma oli nousta maihin Norjan rannikolla kahdessa osastossa. Näillä olisi kuitenkin ollut käskyt ensisijaisesti miehittää Kiirunan–Jällivaaran malmikentät sekä Ruotsin ja Norjan satamia, koska maat pelkäsivät Neuvostoliiton etenevän Suomesta Pohjois-Skandinaviaan asti ja toisaalta uskoivat Pohjois-Ruotsista tuodun rautamalmin olevan elintärkeää Saksan sotataloudelle.
Suomen puolustaminen olisi ollut sivutavoite ja vain pieni osa retkikunnasta olisi lähetetty Suomeen. Ranskalaiset suunnittelivat myös maihinnousua Petsamossa yhdistettynä Murmanskin saartoon Pohjoiselta jäämereltäNevakivi 2000, s. 155–160. sekä hyökkäystä Neuvostoliittoon lähtien samanaikaisesti Suomesta ja Syyriasta.Nevakivi 2000, s. 194–198. Suunnitelmaa hyökätä Lähi-idästä käytettiin myöhemmin hämäämään retkikunnan varsinainen operaatioalue.
Retkikunnan suunnittelu eteni viivytellen, sillä Ruotsin ja Norjan suhtautuminen oli kielteistä ja liittoutuneet pelkäsivät maiden tekevän vastarintaa maihinnousun jälkeen. Neuvottelut Suomen hallituksen kanssa alkoivat lopulta helmikuun lopulla, mutta Ranska ja Yhdistynyt kuningaskunta esittivät erillisiä tarjouksia ja antoivat avun määrästä ja ajankohdasta ristiriitaisia tietoja. Suomikaan ei ollut täysin halukas vastaanottamaan pientä retkikuntaa, koska sillä ei olisi ollut suurta vaikutusta operatiiviseen tilanteeseen ja se olisi saattanut provosoida Saksaa. Aikataulun mukaan retkikunta olisi noussut maihin Norjassa maaliskuun lopulla.
Yhdistynyt kuningaskunta myi sodan alussa Suomeen 20 ja lahjoitti 10 Gloster Gladiatoria. Etelä-Afrikka lahjoitti lisäksi 25 Gloster Gauntletia, mutta ne eivät ehtineet palvella Suomen ilmavoimissa ennen sodan loppua. Yhdistynyt kuningaskunta lahjoitti lisäksi 40 ambulanssivaunua. Suomi osti tai sai lahjoituksena Isosta-Britanniasta ja Ranskasta paljon muuta sekalaista sotatavaraa, kuten Bristol Blenheim -pommikoneita, Hawker Hurricane -hävittäjiä, Morane-Saulnier M.S. 406 -hävittäjiä, tykkejä ja heittimiä ammuksineen, viestintävälineitä, vaatteita, telttoja ja kenttäkeittiöitä.
Saksa ja Italia Talvisodan aikana natsi-Saksan ja Neuvostoliiton suhteet olivat parhaimmillaan, sillä maat olivat elokuussa 1939 solmineet Molotov–Ribbentrop-sopimuksena tunnetun hyökkäämättömyyssopimuksen ja lisäksi merkittävän kauppasopimuksen. Sopimuksessa Suomen katsottiin kuuluvan Neuvostoliiton etupiiriin, ja siksi Saksa pysyttäytyi talvisodan suhteen puolueettomana. Erityisesti ulkoministeri Joachim von Ribbentrop sekä laivaston suuramiraali Erich Raeder kehottivat Saksan johtajaa Adolf Hitleriä pitämään yllä hyviä suhteita Neuvostoliittoon.
Virallisesti Saksan hallitus kieltäytyi kaikesta tuesta Suomelle ja kehotti Suomea antautumaan Neuvostoliitolle. Saksa vähätteli Suomen arvoa, koska se vältti provosoimasta Neuvostoliittoa ja varjeli arvokkaita raaka-ainetoimituksia idästä.Könönen 2022, s. 96–99 Yleisesti talvisota herätti kuitenkin saksalaisissa sympatiaa suomalaisten puolesta, ja Hitlerin hallituksen välinpitämättömyys synnytti jonkin verran oppositiomielialaa.Könönen 2022, 73–75 Lisäksi Saksan ilmavoimien ylipäällikkö Hermann Göring yritti järjestää asetoimituksia Ruotsin kautta Suomeen. Saksan intressinä oli vahvistaa myös Ruotsin puolustuskykyä Neuvostoliiton uhkaa vastaan ja varjella Pohjois-Ruotsin rautamalmikaivoksia. Erityisen huolissaan Saksa oli Suomesta saatujen kupari- ja nikkelitoimitusten lakkaamisesta.Könönen 2022, 87–90
Fasistinen Italia puolestaan oli avoimesti myötämielinen Suomelle. Se piti Neuvostoliittoa vihollisenaan ja yritti asetoimituksin auttaa Suomea siinä suuremmin onnistumatta. Suomi osti Italiasta 35 Fiat G.50 -hävittäjälentokonetta, jotka oli tarkoitus toimittaa junakuljetuksena Saksan läpi. Saksa ei kuitenkaan sallinut asekuljetuksia Suomeen alueensa läpi, joten koneet toimitettiin meriteitse Ruotsiin, jossa ne koottiin ja lennettiin Suomeen.Raunio, Jukka 1993, s. 105–106. Saksa tarjoutui huoltamaan Neuvostoliiton laivaston sukellusveneitä Pohjanlahdella ja myöntyi miinoittamaan Suomen rannikkoakin, mutta Neuvostoliitto perui kuitenkin tämän.Nevakivi 2000 Italialaisille Hitler sanoi Suomen olleen kiittämätön Saksan avusta Suomen sisällissodassa ja korosti Suomen olevan vapautensa velkaa Saksalle. Hitler ennakoi Suomen antautuvan Neuvostoliitolle keväällä tai kesällä 1940.Könönen 2022, s. 104
Kevättalvella 1940 niin Göring kuin Saksan ulkoministeriön Werner von Grundherr kehottivat Suomea suostumaan rauhaan Neuvostoliiton kanssa millä ehdoilla hyvänsä.Könönen 2022, s. 110 Saksalaisten päämotiivina talvisodan rauhoittamiseen lienee ollut länsiliittoutuneiden avustussuunnitelmat, jotka uhkasivat rautamalmin saantia Pohjois-Ruotsista.Könönen 2022, s. 110–117 Saksalaisten antamia kehotuksia ei kuitenkaan pidetä pääsyynä suomalaisten suostumiseen Moskovan rauhaan.Könönen 2022, s. 112
Puola Suomeen tarjottiin Latviaan internoituja puolalaisjoukkoja jo sodan alussa. Ne eivät saaneet kuitenkaan Ruotsilta läpikulkulupaa. Suomi toivoi saavansa käyttöönsä Puolasta paenneita lentäjiä, joita oli kokoontunut Tukholmaan satakunta, mutta heille ei onnistuttu hankkimaan kalustoa.
Puolan pakolaishallituksen pääministeri Władysław Sikorski suunnitteli Suomen tukemista Puolan laivaston aluksilla Petsamon vesillä. Hän myös sai hallituksensa hyväksymään puolalaisten vapaaehtoisten liittämisen liittoutuneiden retkikuntaan, mutta muut liittoutuneet vastustivat tätä. Puolalaisten avunannon tavoitteena oli saada Suomi tunnustamaan Puolan pakolaishallitus, mutta Suomi ei halunnut tätä tehdä suurpoliittisten riskien vuoksi.
Uruguay Toisen maailmansodan syttymisen jälkeen Uruguayn presidentti Alfredo Baldomir Ferrari julisti maan puolueettomaksi. Kuitenkin sodan ensimmäisinä kuukausina maa siirtyi liittoutuneiden puolelle, ja se otti osaa taisteluun La Plata -joen suulla, mikä oli sodan ensimmäinen meritaistelu ja ainoa Etelä-Amerikassa tapahtunut taistelu. Neuvostoliiton hyökkäyksen Suomeen ja talvisodan alkamisen jälkeen Uruguayn parlamentti sääti lain, joka perustui presidentti Baldomirin ja ministerien César Charlone ja Alberto Guanin esittämään lakiin, joka salli 100 000 Uruguayn peson lahjoituksen Suomelle. Lailla perustettiin Suomen ystävien komitea, joka vastasi rahan keräyksestä.
Uruguaylaiset La Mañana- ja El Diario -sanomalehdet järjestivät rahankeräyksen, jolla ostettiin 10 563 pakettia säilykelihaa Suomelle. Jokaisessa 350 gramman paketissa luki suomeksi "Uruguayn kansa Suomen sankarilliselle armeijalle".
Yhdysvallat pienoiskuva|Brewster Buffalo.
Yhdysvallat ei ollut Kansainliiton jäsen eikä siksi katsonut Neuvostoliiton saamien moitteiden sitovan itseään. Maa tulkitsi, että koska talvisodassa ei ollut annettu sodanjulistusta, eivät Suomi ja Neuvostoliitto olleet sotaa käyviä maita. Siten Yhdysvallat jatkoi tavallisia kauppasuhteita molempiin maihin.