在家喻戶曉的上甘嶺戰役中，志願軍15軍軍長秦基偉將軍在向志願軍總指揮部請求支援時，提出的第一個請求就是喀秋莎火箭炮部隊配合作戰。志願軍總指揮部隨即將喀秋莎火箭炮兵第209團編入由志願軍炮兵第7師指揮的戰役炮兵群，投入上甘嶺作戰。 喀秋莎火箭炮兵209團一共裝備有24門喀秋莎火箭炮，每門喀秋莎火箭炮瞬間可以齊射出16枚火箭炮打呢，也就是說喀秋莎火箭炮兵209團一個齊射可以射出384枚火箭炮彈。在上甘嶺戰役中，在志願軍步兵發起反擊作戰前，通常由209團的24門喀秋莎火箭炮對目標陣地進行預先轟炸，給志願軍步兵的衝鋒開道。在上甘嶺陣地的反覆爭奪中，只要兄弟步兵部隊呼叫炮火支援，209團就以營或連為單位齊射進行火力支援，壓制敵軍炮火，有效地配合了步兵的作戰。
在歷時43天的上甘嶺戰役中，「聯合國軍」先後投入6萬多兵力、300餘門大型榴彈火炮、近200輛坦克、3000餘架次飛機，發射炮彈190餘萬發，投擲炸彈5000多枚。志願軍則陸續投入4萬多兵力，各類火炮133門，喀秋莎火箭炮24門、高射炮47門，迫擊炮292門，共發射35萬餘發炮彈。而承受這一切的上甘嶺597.9高地和537.7高地北山，總面積僅3.7平方公裡！按地區面積落彈量計算，超過了一戰時期戰鬥最激烈的凡爾登要塞爭奪戰和二戰時期的史達林格勒戰役。
志願軍喀秋莎火箭炮部隊在抗美援朝戰爭中先後配合12個志願軍軍級單位作戰，共參加大小戰役30餘次，有力地支援了志願軍步兵的戰鬥，在抗美援朝戰場上發揮了重要作用，贏得了志願軍步兵部隊的一致好評。喀秋莎火箭炮第21師在總結作戰經驗時，時，曾這樣寫到：「對反擊目標先以火箭齊放，爾後步兵攻擊，形成了當時反擊作戰的戰術，凡能經火箭齊放之目標，敵勢必失去戰鬥能力，因而步兵能順利攻佔之。」
在抗美援朝戰鬥中，儘管當時美帝國主義掌握著絕對的制空權，而喀秋莎火箭炮又存在裝填彈藥時間長、發射時產生的火焰煙霧大等缺點，極易暴露陣地目標，所以我方志願軍喀秋莎火炮部隊一般都是提前準備好發射陣地，在捕捉或確定好目標後萬炮齊射，給敵人陣地滅絕性的打擊，而喀秋莎火箭炮兵最多齊射兩次，隨後便迅速轉移，因此我方志願軍也將這種打法稱之為「喀秋莎火箭炮遊擊戰」。
1951年9月1日，喀秋莎火箭炮203團奉命配合志願軍27軍79師235團轟擊後洞裡陣地的美軍，203團的打法是這樣的：提前選好喀秋莎火箭炮發射陣地，黃昏後全團所有喀秋莎火箭炮從各隱藏陣地向選好的發射陣地集結，於當晚進入發射陣地，在鎖定目標後，全團24門喀秋莎火箭炮突然一起齊射，也就是說384枚火箭彈瞬間就落在美軍的陣地上，美軍在如此密集的炮彈猛轟之下，死傷慘重，完全沒有還手之力，志願軍27軍79師235團步兵隨即按照預定作戰指令發起衝鋒，一舉奪回陣地。這就是志願軍喀秋莎火箭炮的在朝鮮的第一戰。
在金城反擊戰中，喀秋莎火箭炮部隊更是頻繁活躍於各個作戰陣地，僅團級規模的喀秋莎火箭炮齊射次數就達69次，極大地支援了兄弟步兵的進攻。當時的志願軍步兵看到火箭炮發射時的壯觀場面，都會情不自禁地歡呼：「中國炮兵萬歲！喀秋莎萬歲」，當時喀秋莎火箭炮部隊的車號是「84」，行軍的志願軍步兵部隊在路上只要遇到車號為「84」車的車輛，都會主動讓路，可見當時喀秋莎在志願軍將士心中的地位。