Опыт Великой Отечественной войны показал замечательную боевую эффективность советской самоходной артиллерии, особенно первоклассных установок, обладавших высокой тактической и оперативной подвижностью, хорошей проходимостью вне дорог и на пересеченной местности с преодолением препятствий, достаточным запасом хода. Эти орудия могли быстро менять огневые позиции, в считанные минуты изготавливаться к бою и маршу. Поскольку самоходные орудия не нуждались, как буксируемые, в тягачах, длина их колонн на марше была меньше, а для обслуживания требовалось немного людей.
Несомненное влияние советского опыта самоходной артиллерии сказалось на появлении в немецко-фашистской армии 75, 105, 150-мм штурмовых пушек и гаубиц и известного 88-мм самоходного орудия «фердинанд». Была даже неудачная попытка сконструировать экспериментальный образец 600-мм самоходной мортиры общим весом 70 т.
Во время войны на вооружение частей зенитной артиллерии поступили 25-мм спаренная автоматическая пушка образца 1944 г. и 85-мм полуавтоматическая пушка образца 1944 г., отличавшаяся новым стволом-моноблоком. Зенитчики получили новые механические установщики взрывателей, которые резко уменьшили количество ошибок, возникавших при ручной установке.
Борьба с воздушными целями стала особенно эффективной после внедрения в войска станций орудийной наводки СОН-2. Началось создание подразделений, оснащенных радиолокационными станциями обнаружения РУС-2, которые позволили не только обнаруживать воздушного противника, но и наводить на него свою истребительную авиацию.
Станция РУС-2 («Редут») пришла на смену станции радио- обнаружения РУС-1 и состояла из одной установки (вместо трех). Она могла фиксировать воздушные цели в радиусе до 120 километров и определять их азимут и дальность. Курс и скорость цели определялись путем нескольких засечек. Если цель была групповой, то приблизительно устанавливалось и количество самолетов.
В военные годы велись опытно-конструкторские работы по созданию 37-мм самоходной автоматической зенитной установки на шасси ЗИС-42, 57-мм автоматической зенитной пушки с ПУАЗО, 100-мм зенитной пушки с приборным комплексом.
Бесспорный приоритет в массированном применении реактивных систем залпового огня принадлежит Советской Армии. Великая Отечественная война убедительно показала могущество и жизненность этого нового вида вооружения.
29 июня 1941 г. в районе Москвы была сформирована первая в мире батарея реактивной артиллерии, имевшая 7 боевых машин и 3 тысячи реактивных снарядов. 14 июля 1941 г. в 15 часов 15 минут эта батарея под командованием капитана И. А. Флерова нанесла мощный огневой удар по железнодорожному узлу города Орши в Белоруссии, занятому противником. Это было боевое крещение реактивной артиллерии, сыгравшей важную роль в огневом балансе советской артиллерии. Части реактивной артиллерии, оснащенные системами БМ-13 и БМ- 8, входили в состав артиллерии РВГК и назывались гвардейскими минометными частями (ГМЧ). Тем самым подчеркивалось их особое значение и исключительно высокая ответственность личного состава за сохранность военной тайны нового оружия. Ведь гитлеровцы предпринимали отчаянные попытки захватить или хотя бы уничтожить «адские мясорубки», как они называли наши «катюши».
Советская промышленность быстро наладила производство реактивных снарядов и боевых машин для их запуска. Осенью 1941 г. началось формирование оперативных групп ГМЧ. В ноябре 1941 г. на фронтах уже действовало около 45 дивизионов «катюш».
Сосредоточенный огонь гвардейских минометных дивизионов производил ошеломляющее действие на противника. Передний край и ближайшая глубина обороны взламывались, враг нес огромные потери убитыми и ранеными, а оставшиеся в живых захваченные в плен немцы от мощи нового вида огня лишались дара речи и долго не могли прийти в себя.
Реактивная артиллерия залпового огня, как правило, использовалась на направлениях главного удара советских войск для уничтожения живой силы и огневых средств врага. Сила и мощь наших «катюш» заключалась в их способности дать внезапный и массированный огонь. Маневренность ГМЧ давала возможность производить не только быструю смену боевых порядков в полосе корпуса или армии на расстоянии 30–50 километров, но и совершать большие переходы протяженностью до 500–800 километров. Последняя особенность была весьма важной при подготовке крупных фронтовых операций, когда на железнодорожный транспорт ложилась колоссальная нагрузка и он был не в состоянии в короткие сроки перебросить все части и технику, предназначенные для проведения операции.
Во время Великой Отечественной войны созданы новые реактивные снаряды М-20 (для БМ-13) и М-30 (для специальных пусковых станков — «рам»), а также мощная реактивная система БМ- 31–12.
Для повышения кучности стрельбы разработаны и поступили в войска проворачивающиеся в полете турбореактивные снаряды М-13УК и М-31УК («улучшенной кучности»).