Представлены результаты исследования влияния ультрамелкозернистой структуры на усталостные свойства ферритно-мартенситной стали. Исследованы структурные изменения после усталостных испытаний. Методами растровой электронной микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии изучены особенности усталостного излома и эволюция микроструктуры от расстояния до места разрушения. Методами рентгеноструктурного анализа определены параметр решетки, область когерентного рассеяния, плотность дислокаций, объемная доля и размер карбидных частиц. Обсуждается влияние УМЗ-структуры, объемной доли и размера карбидных частиц на механизм разрушения при многоцикловых испытаниях.