В конце июня 1941 года на заводе имени Коминтерна в Воронеже были собраны первые две боевые пусковые установки БМ-13, любовно прозванные советскими солдатами «Катюшами». Известно несколько версий происхождения этого названия. Наиболее вероятная из них связана с заводской маркой «К» завода изготовителя первых боевых машин БМ-13 и с популярной в то время одноименной песней. «Катюша» стала первой созданной в СССР мобильной многозарядной реактивной системой залпового огня (РСЗО). В начале июля 1941 года была сформирована первая Отдельная экспериментальная батарея полевой реактивной артиллерии Красной Армии во главе с капитаном Иваном Флеровым, вооруженная семью этими боевыми установками.

14 июля 1941 года батарея дала залп по захваченному фашистскими войсками железнодорожному узлу города Орши. Это стало боевым крещением «Катюш». В результате мощного огневого удара одновременно 112 реактивными снарядами были уничтожены эшелоны, боеприпасы и переправа через реку Оршицу. Так, переправа противника была сорвана и развить успех на этом направлении ему не удалось. Первый опыт применения нового советского ракетного оружия показал его высокую боевую эффективность, что и стало одной из причин быстрейшего его ввода в строй и оснащения им Сухопутных войск Красной Армии. Батарея же Флерова продолжила успешно воевать — она участвовала в боях под Рудней, Смоленском, Ельней, Рославлем и Спас-Деменском. В октябре 1941 года при движении к линии фронта из тыла батарея попала в засаду под деревней Богатырь (Смоленская область). Расстреляв весь боезапас и взорвав боевые машины, большинство бойцов и их командир Иван Флеров погибли. За героизм Флеров был посмертно награжден орденом Отечественной войны 1-й степени, а в честь подвига батареи сооружены памятник в городе Орше и обелиск у города Рудня. В августе–сентябре 1941 года на фронт были отправлены уже 324 боевые машины БМ-13 и БМ-8.

В боях за Берлин участвовало 219 дивизионов «Катюш». С осени 1941 года этим частям при формировании было присвоено звание гвардейских.