Первое боевое применение реактивных установок состоялось в середине июля 1941 года. Немцами была занята Орша – крупная узловая станция в Белоруссии. На ней скопилось большое количество боевой техники и живой силы неприятеля. Именно по этой цели произвела два залпа батарея реактивных установок (семь единиц) капитана Флерова. В результате действий артиллеристов железнодорожный узел был практически стерт с лица земли, гитлеровцы понесли жестокие потери в людях и технике.Направляющие были закреплены на поворотной раме, которая с помощью простейших подъемных и поворотных механизмов обеспечивала вертикальную и горизонтальную наводку.
Основное достоинство реактивной установки БМ-13 – ее предельная простота как в производстве, так и в применении. Артиллерийская часть установки состоит из восьми направляющих, рамы, на которой они находятся, поворотного и подъемного механизмов, прицельных приспособлений и электрооборудования.
Направляющие представляли собой пятиметровый двутавр со специальными накладками. В казенной части каждого из направляющих было установлено стопорное устройство и электрозапал, с помощью которого производился выстрел. Каждая «Катюша» была оборудована артиллерийским прицелом.
Экипаж машины (БМ-13) состоял из 5-7 человек.
Реактивный снаряд М-13 состоял из двух частей: боевой и реактивного порохового двигателя. Боевая часть, в которой находилось взрывчатое вещество и контактный взрыватель, весьма напоминает БЧ обычного артиллерийского осколочно-фугасного снаряда.
Пороховой двигатель снаряда М-13 состоял из камеры с пороховым зарядом, сопла, специальной решетки, стабилизаторов и запала.
Основной проблемой, с которой столкнулись разработчики ракетных систем (и не только в СССР), стала низкая точность кучность реактивных снарядов. Для стабилизации их полета конструкторы пошли двумя путями. Немецкие реактивные снаряды шестиствольных минометов вращались в полёте за счет косо расположенных сопел, а на советских РСах были установлены плоские стабилизаторы. Для придания снаряду большей точности нужно было увеличить его начальную скорость, для этого направляющие на БМ-13 получили большую длину.