Реактивная система залпового огня 8У33 БМД-20 была принята на вооружение в 1951 году. Система была разработана в СКБ МОП под руководством В.П. Бармина. Система включала в себя боевую машину БМД-20 на шасси автомобиля ЗИЛ-151 и фугасный снаряд МД-20-Ф. РСЗО БМД-20 предназначалась для подавления и разрушения укреплений, опорных пунктов и узлов сопротивления противнику; уничтожения и подавления артиллерийских и минометных батарей; уничтожения и подавления живой силы и техники противника в районах сосредоточения. Боевая машина БМД-20 (8У33) с четырьмя направляющими смонтирована на шасси автомобиля ЗИЛ-151.

Направляющие боевой машины БМД-20 представляли собой сварную конструкцию, состоящую из каркаса, труб, обойм, ведущего и трубчатого стержней. Ведущий и трубчатый стержни изогнуты по винтовой линии. По ведущему и трубчатому стержням снаряд двигался при выстреле. При этом штифт снаряда перемещался по пазу ведущего стержня. Направляющие установлены на ферме. Ферма представляла собой пространственную сварную конструкцию. Она установлена в подшипниках кронштейнов поворотной рамы и вместе с направляющими образует качаюшуюся часть боевой машины. На ферме установлено приспособление для заряжания.

Поворотная рама с установленной на ней фермой, направляющими, поворотным и подъемно-уравновешивающим механизмами и прицельными приспособлениями являлась вращающейся частью боевой машины. Поворотная рама установлена на подрамнике и при вращении перемещалась своими платиками по платикам подрамника. Подрамник служил основанием артиллерийской части боевой машины и представлял собой сварную прямоугольную раму, закрепленную на лонжеронах шасси автомобиля. Поворотный механизм винтового типа. Подъемно-уравновешивающий механизм состоял из винтового подъемного механизма и пружинного уравновешивающего механизма толкающего типа. При стрельбе боевая машина опиралась на два задних домкрата. Заряжание производилось вручную. Пять номеров расчета поднимали один снаряд и клали его на специальный лоток, затем надевали досылатель на сопла снаряд и досылали снаряд в направляющею так, чтобы ведущий штифт зашел за задний упор.

При разработке нового реактивного снаряда МД-20-Ф учитывался опыт создания РСЗО М-13УК, в которой для увеличения точности снаряду придавалось вращение, однако это приводило к потере тяги и снижению скорости снаряда с потерей в дальности стрельбы. Применение нового способа расположения реактивных двигателей и спиралевидных направляющих снизило потери тяги до 0,4%.

Ракетная часть снаряда устроена аналогично снарядам системы М-13. В верхней части размещена стальная камера с пороховым зарядом, в нижней — сопловой блок с диафрагмой. Воспламенение происходит с помощью специального устройства, которое зажигает заряд с пиропатроном и воспламенителем из алюминиевого футляра с дымным порохом. Полная работа реактивного двигателя составляет не более 6 секунд. Ракетный двигатель работает на твёрдом топливе. Топливный заряд состоит из одноканальной цилиндрической пороховой шашки, массой 50 кг и диаметром 160 мм. Для исключения возможности продольного смещения шашка крепится диафрагмой. Диафрагма также препятствует вылету недогоревших топливных остатков.

Снаряд МД-20-Ф оснащался головным взрывателем ВД-20. Взрыватель имел три установки: «О» - на мгновенное действие, «М» - на малое замедление и «Б» - на большое замедление. Пороховой заряд представлял собой толстосводную одноканальную цилиндрическую шашку из нитрогликолевого пороха. Основной заряд состоит из тротила, взрыв которого инициируется двумя тротиловыми и одним тетриловым детонаторами.

Стабилизация снаряда МД-20-Ф в полете обеспечивалась четырехкрыльевым стабилизатором. Эксцентриситет тяги ракетного двигателя компенсировался вращением снаряда вокруг своей оси за счет тяги периферийных сопел двигателя. Сопловый блок имел шесть периферийных сопел и одно центральное сопло. Оси периферийных сопел наклонены под углом 5° к плоскости, проходящей через центральную ось снаряда, что обеспечивало дополнительный проворот снаряда на активном участке траектории. Центральное сопло расположено по оси снаряда. Проворот снаряда при движении по направляющей обеспечивал ведущий штифт. Кроме того, он удерживал снаряд в заряженном состоянии на направляющей.

Тактико-технические характеристики 8У33 БМД-20
Калибр направляющих, мм 201
Число направляющих 4
Длина направляющей, мм 3160
Угол вертикального наведения, град +9°; 60°
Угол горизонтального наведения, град ±10°
Угол заряжания, град +20°
Длина боевой машины в походном положении, мм:
- без лебедки 7210
- с лебедкой 7540
Ширина боевой машины, мм:
- в походном положении 2300
- в боевом положении 2660
Высота боевой машины, мм:
- в походном положении 2850
- при максимальном угле возвышения 4250
Вес артиллерийской части 2400 кг
Вес боевой машины, кг:
- без снарядов и расчета 7455
- со снарядами и расчетом 8700
Минимальное время полного залпа, с 6
Время перехода из походного положения в боевое (без заряжания), мин 2
Время заряжания, мин 4-5
Максимальная скорость движения заряженной боевой машины, км/час до 60
Максимальное тяговое усилие лебедки, кг 4500
Глубина брода, преодолеваемого заряженной боевой машиной, мм 750
Наибольший подъем, преодолеваемый заряженной боевой машиной при твердом и сухом грунте 28°
Дальность хода по шоссе, км до 600

Данные снаряда МД-20-Ф
Калибр, мм 200
Индекс снаряда Ф-951
Баллистический индекс ТС-61
Длина снаряда с взрывателем, мм 3040
Вес окончательно снаряженного снаряда, кг 194
Вес взрывчатого вещества, кг 30,08
Вес порохового заряда, кг 52,1
Время работы двигателя, с 5,6-3
Длина активного участка траектории, м 1275-825
Наибольшая скорость снаряда, м/с 535-590
Скорость схода снаряда с направляющей, м/с 22-34
Дальность стрельбы при нормальных условиях, м 18750
Вес укупорки, кг 90
Диаметр воронки при средней плотности грунта, м 5,5-6,0
Глубина воронки 2,9-3,1