Задолго до войны в Советском Союзе был создан специальный засекреченный Реактивный научно-исследовательский институт. Основной задачей его сотрудников стала разработка важных оборонных проблем, в том числе новых видов вооружений, среди которых определённое место занимали образцы ракетного оружия. О баллистических или межконтинентальных ракетах тогда не могло быть и речи. Зато реактивные снаряды рассматривались как вполне реальное оружие.

В середине 1930-х годов главное внимание уделялось разработке ракетного вооружения для истребительной авиации. Необходимость задания заключалась в том, что ракетному снаряду не требовалось тяжёлого орудийного ствола, как в обычной артиллерии. Остро стоял вопрос успеха борьбы истребительной авиации с тяжёлыми дальними бомбардировщиками противника, обладавшими мощным пушечно-пулемётным вооружением для защиты от нападения в воздухе. Оснащение наших истребителей ракетными снарядами достаточно большого калибра позволило бы им вести успешную борьбу с бомбардировщиками. При этом вес самолёта-истребителя практически не изменялся: не добавлялась тяжёлая ствольная авиационная пушка крупного калибра.

Командование наземных войск не интересовалось ракетными установками, даже самые передовые военные умы Советского Союза не видели в них ничего привлекательного. Реактивные установки в тот период были весьма примитивными и имели сильнейшего конкурента в лице традиционной ствольной артиллерии.

Специалистам удалось убедить руководство страны и лично Сталина в необходимости разработки нового направления военной техники. Создалась спецгруппа конструкторов в составе В. А. Артемьева, Н. И. Тихомирова, Ю. А. Победоносцева, М. К. Тихонравова и других, которые провели успешные исследования в области внутренней и внешней баллистики и конструирования ракетных снарядов. Основной проблемой оставалось то, что кучность реактивных снарядов, выпущенных из установки в цель, оказывалась намного ниже, чем у обычных артиллерийских снарядов. Учёным удалось добиться, чтобы у реактивных снарядов появилась необходимая устойчивость в полёте. Разброс при стрельбе начал подчиняться закону рассеивания и, как принято в артиллерии, стал укладываться в геометрическую фигуру, по форме приближавшуюся к эллипсу.

Специалисты быстро рассчитали, что стрельба реактивными снарядами по небольшим целям типа отдельного танка и тому подобному неэффективна: реактивных снарядов потребуется в несколько раз больше, чем обычных. Точностью боя РС не обладали, зато становились незаменимы, если речь шла о поражении крупных объектов или целей, скоплений техники противника. Вывод — реактивные снаряды нужны для стрельбы по площадям.

— Грядущая война будет манёвренной, в ней станут участвовать большие объёмы войск и боевой техники. Необходимо иметь средства для ведения залповой стрельбы по большим площадям. Ракетные снаряды становятся незаменимыми, и их начнут применять наравне со ствольной артиллерией для поражения крупных объектов, — доложили Сталину на одном из совещаний в Кремле.

— Вы уверены? — после долгой паузы спросил докладчиков вождь. — Ракетная артиллерия очень дорогая штука!

Сталин обратился к данным военной разведки. Она сообщала, что во многих развитых западных странах ускоренно ведутся исследовательско-конструкторские работы по созданию самоходных систем ведения залпового огня. В частности, значительное внимание этому вопросу уделялось в нацистской Германии.

Осенью 1937 года в РНИИ начали претворять в жизнь идею механизированных ракетных установок. В институте создали отдел под руководством Ивана Исидоровича Гвая. В конструкторскую группу вошли Алексей Петрович Павленко, Александр Сергеевич Попов, Владимир Николаевич Галковский. Сейчас именно этих учёных считают «отцами» легендарного ракетного миномёта «катюша». Трудно точно выяснить, кому именно пришла в голову идея установить реактивную систему на грузовой автомашине. Одновременно решили использовать в качестве направляющих для реактивных снарядов конструкцию типа «Флейта», которую ранее разработали для авиации.

За неделю коллектив авторов подготовил технический проект установки, включавший двадцать четыре направляющих типа «Флейта». Их предполагалось расположить в два ряда на металлической раме, установленной поперёк продольной оси типовой грузовой машины марки ЗИС-5. Наводку реактивной системы по горизонтали намеревались осуществлять с помощью самого грузовика, а вертикальную — специальным ручным механизмом. Летом 1938 года в обстановке строгой секретности изготовили два первых опытных образца реактивной системы залпового огня, смонтированной на автомашинах ЗИС-5. Однако возникли непредвиденные трудности с испытаниями опытных образцов — наркомат боеприпасов, в ведении которого находились полигоны, отказался предоставить площадки для испытаний нового оружия.

Выручил РНИИ известный военный инженер Василий Васильевич Аборенков, позднее он стал генерал-лейтенантом, заместителем наркома обороны и командующим гвардейскими миномётными частями. Он помог получить разрешение провести испытания на полигоне Главного артиллерийского управления. ЗИСы с командой расчётов и конструкторами отправились за тысячи километров от Москвы в далёкие дикие степи. Там все выпущенные из опытных установок осколочно-фугасные РС попали точно в расчётный квадрат, взорвались и произвели большое впечатление на комиссию ГАУ Наркомата обороны. Она даже сочла возможным признать эти испытания «официальными полигонными». В декабре 1938 года новые типы установки прошли войсковые испытания уже на другом полигоне, где их проверяла Государственная войсковая комиссия.

Испытания проходили в тридцатипятиградусный мороз. Все системы сработали отлично, и ракеты поразили расчётные цели. Комиссия высоко оценила новый вид оружия, и декабрь 1938 года можно считать месяцем и годом рождения легендарных «катюш». Путь к массовому военному производству реактивных установок залпового огня оказался не прост, но в июле 1941 года первые залпы ракетами по врагу дала батарея под командованием капитана И. А. Флёрова. Она состояла из семи ракетных установок «третьего варианта».

То, что немцам за всю войну так и не удалось овладеть секретом «катюши», всего лишь расхожая легенда, которую старательно поддерживали советские органы госбезопасности и широко распропагандировали в различных произведениях и художественных фильмах. На самом деле уже в октябре — ноябре 1941 года один из образцов нашей ракетной установки, находившийся в боевом состоянии и даже с полным боекомплектом, попал в руки наступавшего по всем фронтам противника. Позднее на разных фронтах имели место и другие случаи захвата «катюш» немцами.

В нацистской Германии, занимавшей ведущее место в мире в области ракетостроения, активно велись работы по созданию своего ракетного оружия залпового огня. У немецких конструкторов были собственные разработки реактивной системы залпового огня, и они успешно наладили её массовое производство. Немцы успешно применяли ракетную установку на фронтах. Для нужд вермахта производили не много подобных установок: немецкие генералы не считали их эффективными. Ознакомившись с нашей захваченной установкой, немецкие специалисты были шокированы её примитивной системой наведения. Они сочли подобные конструктивные особенности расточительством, совершенно неприемлемым для экономики Германии в период войны, — для одного залпа требовались сотни ракетных снарядов. По мнению немцев, они не обладали должной прицельностью. Кроме того, в Германии возникли серьёзные трудности с топливом для ракетных снарядов.

Во время залпа ракеты сжигали столько кислорода, что лошадей отводили в сторону, иначе у них из ноздрей шла кровь. Люди прятались в укрытиях, и часто залп осуществлялся дистанционно. Всего в период войны было выпущено 12 миллионов ракетных снарядов и на фронтах находилось 10 тысяч ракетных установок залпового огня.