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.
14 июля 1941 года было первое боевое крашение "Катюши", а в августе–сентябре 1941 года на фронт были отправлены уже 324 боевые машины БМ-13 и БМ-8.
В марте 1941 года были успешно проведены полигонные испытания установок, получивших обозначение БМ-13 (боевая машина со снарядами калибра 132 мм). Реактивный снаряд М-13 калибра 132 мм и пусковая установка на базе грузового автомобиля ЗИС-6 БМ-13 были приняты на вооружение 21 июня 1941 года; именно этот тип боевых машин и получил впервые прозвище "Катюша"
Наиболее распространёнными и обоснованными являются две версии происхождения прозвища, не исключающие друг друга:
1) По названию ставшей популярной перед войной песни Блантера на слова Исаковского «Катюша». Версия убедительная, поскольку батарея капитана Флёрова стреляла по врагу, сделав 14 июля 1941 года залп по Базарной площади города Рудня. Это было первое боевое применение «Катюш», подтверждаемое и в исторической литературе, в частности, маршалом Андреем Еременко. Стреляли установки с высокой крутой горы — ассоциация с высоким крутым берегом в песне могла возникнуть у бойцов. Наконец, считается, что по песне оружию дал имя сержант штабной роты 217-го отдельного батальона связи 144-й.
2) Название может быть связано с индексом «К» на корпусе миномёта — установки выпускались заводом имени Коминтерна. А фронтовики любили давать прозвища оружию. Например, гаубицу М-30 прозвали «Матушкой», пушку-гаубицу МЛ-20 — «Емелькой». Да и БМ-13 поначалу иногда именовали «Раисой Сергеевной», таким образом расшифровывая сокращение РС (реактивный снаряд). Также возможно произошло мнемоническое соединение и словарная перегруппировка индекса «К» и номера 13 — «ка-трина дцать».
Тогда как в советских войсках боевые машины БМ-13 и аналоги получили устойчивое прозвище «Катюша», в немецких войсках эти машины были прозваны «сталинскими органами» — из-за ассоциации внешнего вида пакета направляющих реактивной установки с системой труб этого музыкального инструмента и из-за характерного звука, издававшегося при запуске реактивных снарядов.