Батарея выступила из Москвы вечером 2 июля по маршруту Москва — Можайск — Ярцево — Смоленск. Марш совершался только ночью. Утром 3 июля остановились на историческом Бородинском поле. Там бойцы и командиры принесли клятву на верность Родине, поклялись никогда и никому не отдавать новое, секретное оружие.

4 июля батарея вошла в состав 20-й армии Западного фронта, войска которой занимали оборону по Днепру в районе Орши.

В ночь на 14 июля крупная группировка фашистских войск ударом с юга захватила Оршу, создав тем самым угрозу прорыва на Смоленск. Рано утром Флеров и Кривошапов получили от заместителя начальника артиллерии Западного фронта генерал-майора артиллерии Г. С. Кариофилли приказ нанести удар по железнодорожному узлу Орша и подготовить залпы батареи по переправам, которые противник начал возводить через реки Оршицу и Днепр восточнее города.

В 15 часов 15 минут 14 июля 1941 года 7 пусковых установок БМ-13 открыли огонь по скоплению живой силы и танков фашистов в районе Орши. 112 реактивных снарядов, как огненные стрелы, срываясь с направляющих и оставляя в небе хорошо видимые следы, почти одновременно разорвались в расположении гитлеровцев. Земля содрогнулась от мощного удара, моментально все охватилось пламенем, над станцией поднялось огромное зарево, горели вражеские эшелоны, взрывались вагоны с боеприпасами, цистерны с горючим.

В 16 часов 45 минут был произведен второй залп. Теперь удар был нанесен по переправе через реку Оршицу.

Залпы батареи произвели ошеломляющее впечатление не только на противника, но и на наших воинов. В то время как врагов охватил панический ужас, причем уцелевшие сдавались в плен, даже не помышляя о каком-либо сопротивлении, радость советских солдат была безмерной. Чувство огромной гордости за новое оружие вселяло уверенность в том, что победа будет за нами.

Маршал Советского Союза К. К. Рокоссовский, командовавший в то время 16-й армией Западного фронта, в книге «Солдатский долг» вспоминал: «Впервые на нашем участке действовала батарея реактивной артиллерии, так называемые „катюши“. Она накрыла наступавшую немецкую пехоту с танками. Мы вылезли из окопов и, стоя в рост, любовались эффектным зрелищем. Да и все бойцы высыпали из окопов и с энтузиазмом встречали залпы „катюш“, видя бегство врага.

Огонь этого вида оружия по открытым живым целям страшен».

20-я армия под командованием генерала П. А. Курочкина непрерывно контратаковала вражеские войска, охватившие ее фланги со стороны Витебска и Орши, но сдержать нараставший натиск 9-й немецкой армии не смогла. Танковые дивизии врага обошли нашу армию и прорвались к Смоленску.

8 августа на Западный фронт прибыл 42-й отдельный гвардейский минометный дивизион, в состав которого вошла и батарея Флерова, до последнего дня активно действовавшая на самых ответственных участках фронта. Командиром дивизиона был капитан В. А. Смирнов (впоследствии полковник, командир артиллерийской бригады), комиссаром — старший политрук Репин, начальником штаба — капитан Синицын.

В течение августа и первой половины сентября войска Западного фронта вели кровопролитные бои и готовили контрудар по Ельне, которую противник стремился удержать любой ценой. В этот период боев батареи дивизиона действовали разобщенно, на наиболее важных участках фронта, в полосе наступления разных армий и дивизий. Флеров получил задачу действовать на участке 19-й стрелковой дивизии.

Бои за Ельню продолжались 26 дней. Первой ворвалась в город 19-я стрелковая дивизия, путь которой расчищали залпы гвардейских минометов батареи Флерова. Сражение за Ельню являлось не только битвой за Москву, но и, как справедливо отмечено в Большой Советской Энциклопедии, боями на дальних подступах к Ленинграду.

5 октября ввиду превосходящих сил противника войска Западного фронта попали в окружение. Батарея капитана Флерова оказалась в очень сложных условиях. В ночь на 7 октября 1941 года при попытке вырваться из окружения в районе деревни Богатырь из пусковых установок был произведен последний залп, а затем взорвана материальная часть. Ни одна боевая машина, ни один реактивный снаряд не достались врагу. Из 170 человек, начавших воевать в батарее, из окружения вышло 46. Остальные вместе со своим отважным командиром погибли смертью героев.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 ноября 1963 года Иван Андреевич Флеров был посмертно награжден орденом Отечественной войны I степени. Имя первого командира легендарных «катюш» навсегда вошло в историю советских Ракетных войск.

В 1964 году на месте последнего боя батареи, у деревни Богатырь, был установлен памятник. На нем высекли надпись: «Доблестным воинам первой в Советской Армии батареи реактивной артиллерии и ее командиру капитану Флерову Ивану Андреевичу, геройски погибшим в боях за Родину в 1941 году».

В 1966 году в ознаменование двадцатипятилетия первых залпов первой батареи реактивной артиллерии на берегу Днепра в Орше воздвигли величественный монумент, представляющий батарею капитана Флерова как олицетворение рождения советских Ракетных войск.

Следом за первой батареей из лагерей уходили на фронт новые подразделения. В ночь на 22 июля на Западный фронт отправилась 2-я батарея с 9 пусковыми установками БМ-13. Она поступила в распоряжение командующего 19-й армией. В 16-ю армию Западного фронта прибыла 3-я батарея, имевшая на вооружении три пусковые установки БМ-13. В течение августа — сентября 1941 года в действующую армию были отправлены еще пять батарей полевой реактивной артиллерии.