В сентябре 1939 года создали реактивную систему МУ-2 на более подходящем для этой цели трехосном грузовике ЗИС-6. Именно этой пусковой установке предстояло стать легендарной БМ-13. В этом варианте, предложенном инженером Галковским, две удлиненные направляющие соединялись (спаривались), образуя единую конструкцию, именовавшуюся «спаркой». Всего спарок было 8, т. е. сразу можно было выпустить по противнику 16 снарядов. Направляющие устанавливались вдоль автомобиля, задняя часть которого перед стрельбой дополнительно вывешивалась на домкратах, благодаря чему силы, раскачивающие пусковую установку, прилагались по оси машины на два домкрата, находившихся вблизи центра тяжести. Раскачивание стало минимальным. В установке заряжание производилось с казенной части, т. е. с заднего конца направляющих. Это было удобнее и позволяло значительно ускорить операцию. Установка имела поворотный и подъемный механизмы простейшей конструкции, кронштейн для крепления прицела с обычной артиллерийской панорамой и большой металлический бак для горючего, установленный сзади кабины. Масса новой рамы — 250 кг. Созданная конструкция позволила уменьшить трудоемкость, время изготовления и стоимость пусковых установок. Стекла кабины закрывались броневыми откидными щитами. Также в целях повышения живучести машин в бою закрыли броней бензобак и бензопровод. Против сиденья командира боевой машины на передней панели был смонтирован небольшой прямоугольный ящичек с вертушкой, напоминающий диск телефонного аппарата, и рукояткой для проворачивания диска. Этот прибор носил название «пульт управления огнем» (ПУО). От пульта шел жгут проводов к специальному аккумулятору и к каждой направляющей. При одном обороте рукоятки ПУО происходило замыкание электроцепи, срабатывал пиропатрон, помещенный в передней части ракетной камеры снаряда, воспламенялся реактивный заряд и происходил выстрел. Темп стрельбы определялся темпом вращения рукоятки ПУО. Все 16 снарядов можно было выпустить за 7-10 с. Дальность полета снаряда М-13, весящего 42 кг, достигала 8470 м. Время перевода пусковой установки из походного в боевое положение составляло 2–3 минуты, угол вертикального обстрела находился в пределах от 4° до 45°, угол горизонтального обстрела составлял 20°. Масса машины с экипажем (5–7 человек) и полным боекомплектом составляла 8,33 т. (без снарядов — 7,2 т). Трехосный ЗИС-6 с карбюраторным двигателем мощностью 73 л.с. (53,7 кВт) обеспечивал МУ-2 вполне удовлетворительную подвижность на местности, позволял ей быстро совершать марш-маневр и смену позиции. Конструкция пусковой установки допускала ее передвижение в заряженном состоянии с довольно высокой скоростью (до 40 км/ч) и быстрое развертывание на огневой позиции, что способствовало нанесению внезапных ударов по противнику. В ходе испытаний выявилась важная особенность залповой стрельбы реактивными снарядами: при одновременном разрыве нескольких снарядов на ограниченной площади с разных направлений действуют ударные волны, сложение которых приводит к возникновению встречных ударных волн, что значительно увеличивает разрушительное действие каждого снаряда.
К тому времени группа под руководством Леонида Шварца сконструировала и опробована образцы новых 132-мм ракет. В ноябре 1939 года на Ленинградском артиллерийском полигоне провели очередную серию испытаний. На этот раз пусковые установки и снаряды к ним были одобрены. С этого момента реактивная установка стала официально именоваться БМ-13-16 (или просто БМ-13), что означало «боевая машина», а 13 — сокращение от калибра 132-мм реактивного снаряда, 16 — количество снарядов. Такого мощного оружия тогда не имела ни одна армия мира.
По результатам полигонных испытаний институту были заказаны шесть пусковых установок БМ-13 для проведения войсковых испытаний.
К ноябрю 1940 года этот заказ был выполнен. 17 июня 1941 года машины продемонстрировали на смотре образцов вооружения Красной армии, проходившем под Москвой. БМ-13 осматривали маршал Тимошенко, нарком вооружения Устинов, нарком боеприпасов Ванников и начальник Генерального штаба Жуков.
Производство установок БМ-13 было организовано на воронежском заводе им. Коминтерна и на московском заводе “Компрессор”. Одним из основных предприятий по выпуску реактивных снарядов стал московский завод им. Владимира Ильича. 21 июня, за несколько часов до войны, по итогам смотра, командование приняло решение о развертывании производства ракет М-13 и установок БМ-13.
Есть несколько теорий происхождения прозвища «катюша», вошедшего в историю.