Советскому Союзу принадлежит первенство в создании наиболее совершенных реактивных систем залпового огня, в которых удачно сочетались большая мощь огневых залпов с высокой подвижностью и маневренностью.
К ноябрю 1939 года в НИИ-3 под руководством А.Г. Костикова была создана реактивная система залпового огня, получившая обозначение «Боевая машина 13» (БМ-13). БМ-13 состояла из реактивных снарядов, пусковых установок, приборов управления стрельбой и транспортных средств. Пусковая установка монтировалась на шасси грузового автомобиля повышенной проходимости ЗИС-6 и представляла собою 16-зарядную пусковой установки, в которой 8 парных направляющих желобкового типа, размещались вдоль оси автомобиля, а стрельба велась через кабину водителя. Залп установки состоял из 16 снарядов, которые можно было выпустить за 7-10 секунд. Дальность полета реактивного снаряда М-13 (массой 42 кг) достигала 8470 м. Время перевода пусковой установки из походного в боевое положение составляло 2-3 минуты. Конструкция пусковой установки допускала ее передвижение в заряженном состоянии с довольно высокой скоростью (до 40 км/ч) и быстрое развертывание на огневой позиции, что способствовало нанесению внезапных ударов по противнику.
21 июня 1941 года было принято решение о срочном развертывании серийного производства реактивных снарядов М-13 и пусковой установки БМ-13, а также формировании ракетных войсковых частей. В связи с тем, что БМ-13 войсковых испытаний не проходила, было принято решение о формировании 1-й отдельной экспериментальной батареи, и направлении ее на фронт с целью всесторонней проверки боевой эффективности нового оружия. Формирование батареи началось 28 июня 1941 года. На вооружение батареи передали семь опытных пусковых установок БМ-13, а также одну 122-мм гаубицу образца 1938 года в качестве пристрелочного орудия (в дальнейшем от них отказались). Командиром был назначен слушатель Артиллерийской академии имени Ф.Э. Дзержинского капитан И.А. Флерова. 4 июля батарея Флерова вошла в состав 20-й армии Западного фронта, занимавшей оборону по р. Днепр в районе г. Орши. В ночь на 14 июля немецкие части захватили Оршу. Положение для наших войск на этом направлении сложилось очень тяжелым, необходимо было задержать наступление врага хотя бы на сутки для организации обороны на новом рубеже. Однако уже после первого залпа стало понятно, что боевая эффективность нового оружия превзошла все ожидания: потери противника в живой силе и технике были очень велики. Огромным было и психологическое воздействие ракетного оружия на врага. Исключительная эффективность действий батареи капитана Флерова и сформированных вслед за ней еще семи таких батарей способствовала быстрому наращиванию темпов производства реактивного вооружения.
Уже к осени 1941 года в Красной армии имелось 45 дивизионов трехбатарейного состава (по 4 пусковых установки в батарее). В войсках реактивные минометы БМ-13 получили ласковое название «Катюша». Вскоре началось формирование полков реактивной артиллерии, получивших официальное название «гвардейских минометных полков артиллерии резерва Верховного Главнокомандования». Они состояли из трех дивизионов БМ-13 и зенитного дивизиона (36 БМ-13 и 12 37-мм зенитных пушек). Залп полка составлял 576 132-мм реактивных снарядов, при этом живая сила и боевая техника противника уничтожалась на площади свыше 100 гектаров. Поскольку производство пусковых установок БМ-13 в срочном порядке было развернуто сразу на нескольких заводах, обладавших различными производственными возможностями, в них постоянно вносились изменения, обусловленные технологией производства.
Перед частями реактивной артиллерии, вооруженными БМ-13, в основном ставились задачи на поражение открытой живой силы и огневых средств, резервов, артиллерийских и минометных батарей противника. Поражения цели обычно достигали одним залпом. В зависимости от размеров, характера и важности цели залп давали батареей, дивизионом, полком или бригадой. Важнейшими принципами боевого применения реактивной артиллерии в годы войны являлись сосредоточение ее на направлениях главных ударов, а также массированный огонь по особо важным объектам обороны противника. К концу Великой Отечественной войны в состав советской реактивной артиллерии входили 7 дивизий, 11 отдельных бригад, 114 отдельных полков, 38 отдельных дивизионов, в которых насчитывалось свыше 3 000 боевых машин (не считая пусковых рам). Легендарные «Катюши» сыграли важную роль в решающих битвах по разгрому фашистской Германии и ее сателлитов, успешно применялись во всех видах боевых действий, участвовали во всех крупных наступательных и оборонительных операциях.
Всего за годы войны было изготовлено около 11 000 боевых машин БМ-8, БМ-13, БМ-31-12, более 10 тысяч пусковых установок для реактивных снарядов М-31, а также более 12 миллионов реактивных снарядов к ним.
В постоянной экспозиции Центрального музея Великой Отечественной войны экспонируется фрагменты пусковой установки реактивной системы залпового огня БМ-13 «Катюша» из 1-й отдельной экспериментальной батареи капитана И.А. Флерова. 3 октября 1941 года на Западном фронте сложилась тяжелая обстановка, батарея капитана Флерова вместе с другими частями Красной Армии оказалась в окружении в Спас-Демянском котле. Немцы стремились захватить батарею, и в ночь на 7 октября у деревни Богатырь Знаменского района (бывшего Вяземского) Смоленской области она попала в засаду. Тяжело раненный капитан И.А. Флеров подорвал себя вместе с головной пусковой установкой, не дав врагу захватить секретное оружие.