В 1937–1938 гг. был проведен комплекс полигонных и войсковых испытаний тракторов «Ворошиловец» и транспортного СТЗ, после чего 19 декабря 1939 г. постановлением КО при СНК их приняли на вооружение. Но фактически артиллерийские части комплектовались главным образом не тракторами специальной постройки, а народнохозяйственными образцами. Это, с одной стороны, позволило за 1940 г. и первую половину 1941 г. полностью перевести на механическую тягу всю артиллерию РГК и корпусную артиллерию, до половины — дивизионную и часть полковой артиллерии. С другой стороны, хотя артиллерия и была укомплектована средствами механической тяги на 102 %, специальные тягачи составляли лишь 26,3 % парка. Самыми массовыми к 1941 г. тракторами в артиллерии были «Сталинцы» С-60 и С-65. Причем, если парк народнохозяйственных С-65 превышал штатную численность примерно в 2 раза, то С-60 — примерно в четыре десятка раз.
В первые дни Великой Отечественной войны артиллерийские части понесли катастрофические потери в материальной части и живой силе, в результате их обеспеченность автотранспортом и тракторами во второй половине 1941 г. и в начале 1942 г. составляла порядка 30–40 %. Наряду со средствами механической тяги были утрачены и многие орудия большой мощности, в основном захваченные на марше в исправном состоянии наступающими немецкими частями.
Для восполнения потерь и укомплектования вновь формируемых и развертываемых до штата военного времени частей была организована мобилизация автомобилей и тракторов из народного хозяйства. В результате РККА получила от народного хозяйства 30,9 тыс. тракторов. Кроме того, предприятия промышленности с начала войны изготовили и поставили в армию 3099 тракторов С-65 и 1781 трактор СТЗ-З. Это позволило в значительной степени восполнить потери, и к 1 сентября 1942 г. тракторный парк включал 39900 машин.
Трактор «Сталинец-65» проектировался как сельскохозяйственный, поэтому был рассчитан для эксплуатации на мягких грунтах, имел малые запасы горючего и смазочного, а также являлся весьма тихоходным. Вместе с тем, он отличался высокой надежностью и мог буксировать все типы имевшихся в РККА артиллерийских систем и прицепок. Кроме того, этот трактор обладал исключительной проходимостью (лучшей, чем у любых других имевшихся в РККА тракторов отечественного или иностранного производства) по всем типам дорог и бездорожью, за исключением гололеда и заболоченных участков, превышающих длину артиллерийского поезда. К концу войны С-65 составляли 47,4 % парка армейских пушечных бригад и артиллерийских дивизий РВГК. В 24 из 33 армейских пушечных артиллерийских бригадах эти машины являлись основными. Армейские пушечные артиллерийские бригады, эксплуатировавшие С-65, совершали суточные переходы порядка 35–65 км. Продолжительность непрерывного движения ограничивалась только физическими возможностями личного состава.
С-65 закончили войну на Дальнем Востоке, приняв участие в разгроме милитаристкой Японии. После окончания войны они вернулись в народное хозяйство, где некоторые из них, использовавшиеся как внутризаводские тягачи, списали лишь в 1960-е гг. До наших дней сохранилось несколько тракторов этого типа, находящихся в частных и государственных собраниях.