初战告捷
但БМ-13-16火箭炮定型后仅仅2个月，还没有来得及大规模生产，苏德战争就突然爆发。
战争初期苏军一溃千里，丢失了数量惊人的重装备，急需要大量的补充。
而由于德军进攻的影响，苏联的大型兵工厂也开始向乌拉尔山区的内陆迁移，生产量大减，无法满足前线的需要。
苏军急需大量火炮作为前线的火力支援，以阻挡德军锐利的攻击势头。
此时БМ-13-16火箭炮的机会就到了，因为БМ-13-16火箭炮远比普通火炮更便于大规模制造。
苏德战争刚刚爆发，苏军高层就命令立即生产БМ-13-16火箭炮，该工作由苏联沃罗涅日的共产国际工厂负责。
首批7辆БМ-13-16发射车和3000发RS-132火箭弹配属莫斯科军区。同年10月，该工厂整体转移到车里雅宾斯克，在那里一直生产到1945年。
在搬迁的同时，132毫米火箭弹的编号由RS-132变更为M-13。这种口径的火箭弹在当时已被划入重炮的范围，杀伤力可观，最大射程为9.05公里。
1941年6月28日，苏联编成了БМ-13-16火箭炮的第一支实验性作战部队。莫斯科军区的7辆发射车被编为独立实验部队，由NKVD（内务人民委员会）的弗利尤洛夫大尉指挥，成员都是从捷尔任斯基炮兵学校的党团员中挑选的。
他们很快赶到白俄罗斯前线，此时苏军已经在白俄罗斯一溃千里。斯摩棱斯克战役中，苏军损失48万人，坦克1348辆，飞机900架，各种火炮近万门。
这种伤亡如果放在西线，如比利时，荷兰这样的国家，就足可以导致一战亡国。
而苏联的实验火箭炮连仍然在这种逆境下坚持作战。如文章开始所写，他们在奥沙尔附近使用其中的5辆火箭炮，沉重的打击了车站附近的德军部队，然后火速撤走了。当时德军认为遭遇苏军常规炮兵打击，所以他们的反击落了空。他们没有想到，这80枚炮弹并非一个炮兵师发射的，而仅仅是五辆БМ-13-16火箭炮发射的。
这种威力强大的武器深受苏军炮兵战士的喜爱，由于这种武器在当时还是秘密，并没有正式的名称。
而火箭炮的炮身上有一个K的俄文字母，表示它是由共产国际兵工厂生产的（该工厂名称俄文缩写的第一个字母）。苏联炮兵们根据这个字母给他起了个外号，叫做喀秋莎Катюша（第一个字母也是K）。喀秋莎是苏联常见的女性名，这个名字的意思也就是炮兵战士们最可爱的女性伴侣。由此足可以看出苏联炮兵对这种武器的喜爱程度。
弗利尤洛夫大尉指挥的第一支火箭炮部队证明了该武器完全适应苏德战场，随即开始了大量的生产和装备工作。由于当时苏军极为缺乏支援火炮，而火箭炮远比常规火炮容易生产，所以苏联人对此投入最大。
喀秋莎易于生产的特点，也让它具有极大的产量。一辆辆喀秋莎以惊人的速度被生产出来，到1942年初，火箭炮弹的产量比计划超产四倍，在1942年一年内，工厂交付苏军的火箭炮达3237门之多。
虽然弗利尤洛夫大尉的第一支火箭炮部队非常成功，但他们自己的结局却是不幸的。
之后该炮兵连接连在斯摩棱斯克，在叶尔尼亚成功的发动对德军部队的炮击。由于火箭炮威力巨大，覆盖区域大，导致德军士兵一旦被攻击根本没有机会躲避（普通炮兵进行炮击时，老兵凭借对炮弹落点的判断，一般还能进行躲避。主要是针对炮弹破空的声音），加上火箭弹在空中还有种独特的发射声音，这都造成了基层德军士兵的巨大心理恐惧。
德军第9军第12装甲师在遭受火箭炮打击后惊恐的向后方报告：我们遭到不明型号火炮的攻击，损失惨重。
这次攻击给第12装甲师的士兵留下深刻印象，称喀秋莎为魔鬼火炮。
甚至苏军士兵也被喀秋莎的巨大威力所震撼，根据时任西方面军司令叶廖缅科的回忆录中记述：4辆喀秋莎齐射，战果极大。我军的一些官兵在未接通知而目睹了那巨大的威力后，甚至吓得退了回来。
德军高层为了消减士兵的恐惧感，下令不惜一切代价找到苏军火箭炮连。一旦找到他们就立即全部枪决，但需要将火箭炮完整的缴获下来，送到德国后方研究。
经过几次战役后，1941年10月7日夜，该火箭炮连在斯摩棱斯克附近的布嘎特伊村和德军装甲先锋部队遭遇。
火箭炮卡车肯定跑不过德军的快速装甲车，弗利尤洛夫大尉知道难逃一劫。但此时德国人的主要目标是缴获火箭炮，如果大尉带领部队放弃火箭炮车，自己乘夜色突围出去还是完全可能的。
德国人并不在乎这个连的苏联士兵，他们的目的是喀秋莎火箭炮。为了保守军事机密，弗利尤洛夫大尉下令立即将车上的火箭弹发射出去，然后将7辆火箭炮全部炸毁。
于是该连分出一部分炮兵和德军拼死交战，阻挡德军前进的步伐。另一部分炮兵将所有火箭弹发射完毕，然后使用炸药包将7辆火箭炮车全部炸毁。
由于炸毁火箭炮车耗费了时间，该连被德军包围，经过短暂激烈的近战，费列洛夫大尉在内的全部炮兵连战士全部阵亡，但德军也没有缴获到任何有价值的东西。
后费列洛夫大尉被追授一级卫国战争勋章，成为苏联炮兵的著名英雄人物。
二战英豪
初期苏联由于处于全面的防御中，对于喀秋莎火箭炮的使用是所谓火力支援。火力支援就是喀秋莎火箭炮停在战线后方，哪里顶不住了需要支援，喀秋莎火箭炮就立即开过去，经过几次齐射以后，立即高速开走。
喀秋莎火箭炮的威力巨大，如果一次齐射能够覆盖德军进攻士兵的队列中，就会造成极大的杀伤。而当德军遭遇打击，出动炮兵和坦克进行还击的时候，喀秋莎早就撤退走了。
这种战术让喀秋莎发挥了巨大的威力，也成为苏军前线士兵最喜爱的东西。
喀秋莎火箭炮参加了莫斯科保卫战和斯大林格勒保卫战，都有着非常良好的战绩。以斯大林格勒保卫战来说，双方在城市内激烈拉锯，尽一切力量使用全部的火炮攻击对方。苏军在该战役中使用了1531门喀秋莎火箭炮，取得了巨大的战果。其中一个战例，斯大林格勒城市郊外一个孤立的房屋，这个房屋占据高地且非常坚固，谁占领了它就能用火力封锁周围数公里地区。
苏联先后投入5个营的部队固守，德军也先后攻占了这所房子3次，3次都被苏联人反击夺回。在德军第4次攻击中，该房子里面的红军战士全部阵亡，仅剩下一个受重伤的排长幸存。
此时德军大部队四面向房屋包围过来，苏军排长向后方命令：立即向我所在的坐标开炮，不要用别的火炮，就用喀秋莎。
后方的火箭炮部队含泪向这个房屋开火，遮天盖日的火箭弹飞过来，将数百名德军士兵炸得血肉横飞，当场炸死了德军一个团长，德军伤亡过重，被迫退了下去。不过火箭弹也将该房屋炸倒，苏军排长壮烈殉国。
在实战中，苏联人逐步意识到了喀秋莎的优缺点。喀秋莎最大的优点在于火力猛，最初一次打击最为猛烈。
二战期间各国经过研究得出的结论是，对于敌人的作战部队进行炮击，以第一轮，也就是开炮之后5到10分钟内的效果最好，一旦超过这个时间，敌人就会有充分的防炮准备，第二轮炮击就无法造成什么大的效果。
可是当时的常规火炮第一轮炮击不可能太猛烈，以苏军为例，一个炮兵师不过100多门火炮，也就是说第一次炮击最多可以射击出100颗炮弹，第二次射击至少也是6秒钟以后。对于训练有素的德军来说，第一次炮击以后，他们立即会进行躲避，第二批炮弹过来的时候，他们已经有所准备了。
喀秋莎就不同，以БМ-13为例，一辆车上装备16枚М-13（РС-132的改进型）132毫米火箭弹。16枚火箭弹在7到10秒钟内就可以完全发射出去，而132毫米火箭弹的威力基本相当于105毫米口径的重炮炮弹。
仅仅弗利尤洛夫大尉的一个火箭炮连7辆发射车的第一次齐射，就可以发射100多枚火箭弹，相当于苏联一个常规炮兵师的火力。
当时苏军一个火箭炮团就有24门喀秋莎，一次齐射就可以发射近400枚火箭弹，相当于3个苏联炮兵师，这在当时是极为可怕的一个数据。如果这么多火箭弹同时落在同一个区域中，这个区域里面的德军士兵可就倒了大霉。
当时进攻的德军士兵回忆，他们最怕的就是苏军喀秋莎的打击。往往在他们就要攻占苏军阵地的时候，突然天空出现无数巨响，紧接着数百枚火箭弹向一片火云一样向他们覆盖下来。由于火箭弹来得极快，士兵根本没有躲闪隐蔽的机会，瞬间周围1，2公里范围内就成为一片火海，无数战友被火箭弹撕成碎片，坚固的坦克，装甲车和火炮也被火箭弹击毁，至于普通的运输车和弹药车更是燃起熊熊大火。
德军进攻部队往往就这样仓皇败退下去。德军老兵得出的一致结论是，不怕苏军坦克，不怕苏军火炮，就怕苏军的喀秋莎。因为一旦遭遇喀秋莎的袭击，从发现火箭弹到被击中一般只有1，2秒钟，无法做出反应。而喀秋莎都是集群发射，一次至少数十枚落下来，根本也没有地方可以躲避，那么谁死谁活只能看上帝的意思。
斯大林格勒战役中，苏军还使用了威力巨大的喀秋莎改进型M30火箭炮，这种火箭炮发射M31箭弹，口径达到310毫米，比苏军经常使用的203毫米重型榴弹炮的威力还要大，一发火箭弹即可击垮一所房子。由于火箭弹的重量较大，该火箭炮的射程较短，仅有3公里，只能做前线近距离支援武器，不能作为远程火炮使用。
虽然战果辉煌，不过喀秋莎在实战中仍然表现出了一些缺点。
在防御中，它的一个缺点暴露无疑，就是发射时的动静很大，有大量火光和烟雾，很容易被敌方空军和炮兵部队发现。喀秋莎并非自行火炮，只是一辆卡车而已，一旦遭遇空军和敌方炮火的打击，就极容易被摧毁。
实战中，喀秋莎最大的威胁就是德国空军。德国空军的飞机在对付T-34等坦克时一般需要近距离投弹。这种方式难度比较高，所以获得成功并不容易。对付喀秋莎时，德国飞机只要俯冲用机枪扫射即可。吉斯卡车基本没什么防护能力，一旦被击中一般就会起火燃烧。
所以喀秋莎不适合用于战火最激烈的前线作战，而适合在相对比较安全的后方做拦阻性打击。
斯大林格勒战役以后，苏军开始走入战略进攻，经过一系列艰苦战役，苏军突入德国境内，包围了柏林。
此时约有2000门喀秋莎参与了柏林战役，他们射出的可怕炮火将柏林变成了一堆堆的废墟。
而其可怕的声音更对德军官兵造成了极大的心理压力，甚至连希特勒也不例外。
在希特勒副官的回忆录，希特勒在自杀前几天，突然听到一种可怕的破空声音，他急忙召集副官询问，副官告诉他那是斯大林的管风琴（德国人对喀秋莎的称呼）。希特勒此时已经精神恍惚，他问那是什么（其实他知道这个名字）？副官告诉他，这是苏军的喀秋莎火箭炮。当时希特勒面如死灰，长长的叹了一口气。几天后，他开枪自杀了。
进入战略反攻以后，喀秋莎就出现了一些明显的缺点。
它的最大问题在于射击精度不够。由于喀秋莎发射的火箭弹只是普通的尾翼式火箭弹，也就是火箭弹仅靠自己的四片尾翼保持飞行稳定，是没有制导系统的，也就不可能很精确。
加上射程约10公里，这么远的距离内飞行必然会产生偏差，导致即使同一辆车发射的火箭弹往往散布很大，一发和一发之间有数百米的偏差是很正常的。如果让喀秋莎火箭精确的打击诸如兵营，大型碉堡，桥梁等这些需要射击精度很高的目标，喀秋莎是不能完成任务的，甚至可能发射数千发才能有一发击中目标。
在防御中，喀秋莎一般都是打击德军进攻部队，诸如敌有生力量集结地、野战工事及集群坦克火炮。由于德军处于进攻中，这些目标基本都是暴露的，很容易被喀秋莎覆盖。
苏联开始进攻以后，就面临着德军很多坚固防御工事，这些工事依靠喀秋莎就不行了，必须使用传统炮兵。
同时如果敌我双方距离过近，也不能使用喀秋莎，因为它存在着射击的偏差，有可能会误伤苏军进攻部队。所以喀秋莎在进攻中的使用受到一定的限制。
另外，在进攻作战时候，老式的喀秋莎БМ-13由于采用吉斯卡车作为载体，机动能力非常有限。一些复杂地形就无法行军，也就无法提供及时的火力支援。当时苏联国内的运输情况很差，公路经过冬季的冰雪融化后，全部变成了一片泥泞的烂泥路，普通卡车在这种路上无法有效行驶，更不要说像喀秋莎这样负重很大的火箭炮车了。这种道路不但束缚了德军装甲部队的双腿，对反攻的苏军一样有着很大影响。
后苏军利用Т-60轻型坦克的底盘，研究了БМ-8火箭炮，解决了越野能力。БМ8为了增强越野能力，减轻整车负重，使用了BМ-8火箭弹｡该火箭弹则是由PC-82 82毫米航空火箭弹改进得来，威力比БМ-13小，但是重量要轻的多｡
苏联总共生产了2400门БМ-8系列，6800门БМ-13系列和1800门БМ-30系列火箭炮。其中有3374门是装在卡车上的。到战争结束时，苏军已拥有7个火箭炮师，11个火箭炮旅以及38个独立火箭炮营，一大半的火箭炮都是БМ13。苏联红军的火箭炮部队已经成为整个炮兵中最具威力的部分。
