24 июня — через два дня после начала войны — РНИИ получил приказ передать все находящиеся в его распоряжении ракетные установки экспериментальной воинской части. И в ночь на 30 июня семь тщательно зачехленных установок и грузовики с 3 тысячами 132-мм реактивных снарядов отбыли на фронт. В момент отъезда ни один человек в подразделении, включая и его командира капитана И. Флерова, не имел ни малейшего представления об устройстве и боевом использовании вверенного им оружия. Лишь постепенно во время дневок в придорожных лесах — колонне было приказано двигаться по шоссе только ночью — два конструктора из РНИИ, А. Попов и Д. Шитов, обучали личный состав управлять новым оружием.

Они рассказывали солдатам о том, что БМ-13 — боевая машина со снарядами калибром 13 см — может в течение 15–20 секунд выпустить 16 снарядов при дальности стрельбы 8–8,5 км. Если такую же задачу поставить ствольной артиллерии, понадобится 16 орудий, общий вес которых раз в десять превышает вес одной автомобильной пусковой установки. А если учесть еще и вес тягачей для ствольной артиллерии, то реактивная установка окажется легче раз в 30–40. Скорость БМ-13 по хорошей дороге достигала 50–60 км/ч. Всего 1–2 минуты требовалось для ее перехода из походного в боевое положение. На перезарядку после залпа уходило 3–5 минут, поэтому за час одна боевая машина могла сделать 10 залпов и выпустить 160 снарядов. Живучесть пусковых установок реактивной артиллерии в несколько раз превышала живучесть артиллерийских стволов и практически не зависела от калибра и мощности снаряда. Все эти важные достоинства реактивной артиллерии могли, по мнению ракетчиков, компенсировать ее недостатки: меньшую кучность и меткость, больший расход пороха и демаскирующее действие выхлопных газов ракет при залпе. Вот почему, прибыв на Западный фронт, капитан Флеров интересовался скоплениями вражеских войск, то есть целями, не предъявлявшими особо высоких требований именно к кучности и меткости стрельбы.

14 июля 1941 года генерал-майор артиллерии Г. Кариофилли приказал батарее нанести удар по железнодорожному узлу Орши, и в этот день расчеты боевых машин впервые увидели вверенное им оружие в деле. Ровно в 15 часов 15 минут 112 реактивных снарядов в течение нескольких секунд в клубах дыма и пламени сошли с направляющих и с ревом устремились к Орше. На забитых вражескими эшелонами железнодорожных путях забушевал огненный смерч. И тут же фашистская артиллерия, а потом и авиация направили огонь на район позиции батареи, над которой еще не осела пыль и не рассеялся дым от залпа. Но позиция была уже пуста. Используя высокую подвижность и маневренность боевых машин, ракетчики были уже далеко от разрывов фашистских снарядов и бомб.

На следующий день флеровская батарея произвела налет на вражескую переправу через реку Оршица, после чего совершила стремительный бросок к Рудне, где после прорыва вражеской танковой дивизии на Ярцево сложилась угрожающая обстановка. Зная, что под Рудней обороняются обескровленные части Красной Армии, фашистское командование решило сломить их сопротивление небольшим авангардом, а главные силы построило в походные колонны, нацелившиеся на автомагистраль между Смоленском и Ярцевом. По этим-то колоннам и произвела три залпа батарея Флерова, выпустив 336 тяжелых снарядов. После этого удара фашисты два дня вывозили убитых и раненых, а восхищенный генерал Еременко дал блестящий отзыв о боевой эффективности нового оружия и предложил быстрее наладить его массовое производство.

В конце июля на Западный фронт прибыли вторая и третья батареи реактивной артиллерии. Вторая состояла из девяти боевых машин, третья — из трех, затем в течение августа и сентября в войска поступило еще пять батарей, по четыре машины в каждой. И тогда оказалось, что генерал Еременко не одинок в оценке эффективности нового оружия. Внезапность появления и ошеломляющая мощь огневых налетов деморализующе действовала на вражеские войска. Удары БМ-13 нередко «размягчали» вражескую оборону до такой степени, что противник переставал оказывать сопротивление нашей пехоте. Были случаи, когда обезумевшие гитлеровцы от разрывов реактивных снарядов бежали в расположение советских войск. Вот почему, кроме Еременко, высоко оценивали действия реактивной артиллерии в своих докладах генерал армии Г. Жуков, генерал-полковник артиллерии Н. Воронов, генерал-майор артиллерии И. Камера.

Суровый опыт войны сломил недоверие некоторых военачальников к новому оружию. И. Дорожкин, бывший директор Московского завода «Компрессор», на котором в критические дни 1941 года было налажено массовое производство реактивных установок, вспоминал, что перед испытанием головного образца на полигоне в группе военных слышались возгласы: «Какая это артиллерия! Ни ствола, ни замка!» Но когда был произведен залп и осмотрено то, что осталось от целей, отношение к боевой машине сразу переменилось. «Послышались радостные возгласы, вопросы, просьбы поскорее передать реактивные установки на вооружение армии».

Производственников и конструкторов в те дни не надо было подгонять, они и так работали с полной отдачей сил. В считанные дни они завершили разработку новой боевой машины для 82-мм снарядов — БМ-8. Она начала выпускаться в двух вариантах: один — на шасси автомобиля ЗИС-6 с 36 направляющими, другой — на шасси трактора СТЗ или танков Т-40 и Т-60 с 24 направляющими. Все это позволило Ставке Верховного Главнокомандования уже в августе 1941 года принять решение о формировании восьми полков реактивной артиллерии, которым еще до участия их в боях присваивалось наименование «гвардейских минометных полков артиллерии Резерва ВГК». Этим подчеркивалось то особое значение, которое придавалось вооружению и воинам реактивной артиллерии. Полк состоял из трех дивизионов, дивизион — из трех батарей, по четыре БМ-8 или БМ-13 в каждой.

К осени 1941 года больше половины реактивной артиллерии — 33 дивизиона — находилось в войсках Западного фронта и Московской зоны обороны. Именно здесь это оружие снискало себе неувядаемую славу. Именно здесь получило оно ласковое солдатское прозвище — «катюша».

13 ноября 1941 года дивизион «катюш» под командованием Героя Советского Союза капитана К. Карсанова нанес огневой удар по вражеским войскам у деревни Скирманово. Результат удара—17 уничтоженных танков, 20 минометов, несколько орудий и несколько сот гитлеровцев…