La mejora de la resistencia al desgaste ha sido durante mucho tiempo importante para los aceros de rodamientos, obstaculizada en parte por la falta de técnicas adecuadas de endurecimiento superficial. En este estudio, se emplea el granallado ultrasónico (USP) para mejorar la resistencia al desgaste del acero de rodamiento M50 generando una capa superficial ultrastrong con nanogránulos en gradiente. Se investigan los efectos del tratamiento USP en la integridad superficial, las microestructuras y el comportamiento al desgaste del acero M50. La observación microestructural muestra que la capa superficial nanograneada en gradiente tiene más de 200 m de grosor. La martensita en láminas se refina a subgranos nano-martensíticos con pocos límites de bajo ángulo en el acero M50 tratado con USP. Además, la microdureza del acero M50 nanostructurado aumenta de 795 HV a 987 HV con una profundidad de penetración de alrededor de 800 m. Las pruebas de desgaste muestran que la tasa de desgaste del acero M50 tratado con USP se reduce en un 50.4% en condiciones de deslizamiento en comparación con la de las muestras no tratadas. La resistencia al desgaste significativamente mejorada del M50 tratado con USP se atribuye a la capa superficial ultrastrong nanograneada en gradiente. El mecanismo de desgaste del acero M50 tratado con USP cambia de desgaste oxidativo y desgaste severo por arado a desgaste leve por arado. Además, el grosor de la capa de deformación plástica generada durante el proceso de fricción se reduce. Este trabajo proporciona a los científicos de materiales e ingenieros un método de tratamiento superficial eficiente para mejorar la resistencia al desgaste de aceros de alta resistencia.