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».