Исследованы изменения микротвёрдости и структурно-фазового состояния двухфазной латуни ЛС59-1 после высокочастотного ударного деформирования поверхности ультразвуковой ударной обработкой (УЗУО) на воздухе и в инертной среде газа аргона. Рентгеноструктурный фазовый анализ и трансмиссионная электронная микроскопия показали деформационное диспергирование структурных составляющих до 40–350 нм, переориентацию зёрен $\alpha$-фазы с плоскостями {111} параллельно поверхности, изменение фазового состава в поверхностных слоях с ростом доли $\alpha$-фазы. Эффект упрочнения выше в условиях УЗУО на воздухе ($HV_{100} =$ 2,75 ГПа), чем в случае УЗУО в среде газа аргона ($HV_{100} =$ 2,25 ГПа). Установлено, что упрочнение в обоих исследованных средах обусловлено синергетическим влиянием процессов накопления дефектов, измельчения и переориентации зерненной структуры, изменениями фазового состава и формированием остаточных напряжений сжатия (350–470 МПа).