在伦敦克莱肯威尔路一个花园的小作坊里，马克沁开始了新武器的研制。作坊里除一台铣床外，其余的工具、刃具都是他自己设计制造的。马克沁是在一个完全崭新的领域里工作，当时流行的几种手摇式连发机枪在机械构造上具有参考价值，但因没有解决最关键的问题——自动供弹、自动退壳的动力来源，还不能称为真正的机枪。在英语中，Machine Gun(机枪)一词，意指能实施连发射击的自动枪械。
马克沁的灵感来自一次偶然的发现。一天，他在军队射击场用步枪打靶，由于这种步枪后坐力特大，抵枪托的肩被撞得生疼。和他一起打靶的战士们因常用这种步枪，肩上更是青一块紫一块的。火药气体产生的后坐力是一种多么大的能量啊!难道不可以变害为利吗?这真是“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”。马克沁多年来苦苦思索和寻找的能源，终于找到了。
对于人们习以为常、熟视无睹的射击后坐现象，马克沁巧妙地加以利用，于1884年造出了第一挺以火药燃气为能源的自动武器——马克沁机枪。该枪首创枪管短后坐原理，借鉴吸收了加特林连发机枪的操纵机构和温彻斯特步枪的肘节闭锁机构。
马克沁的这一重大发明，在世界枪炮发展史上开创了自动武器的新纪元。不久，马克沁又对机枪做了一些改进，风尘仆仆地辗转于英、法、意、德、俄等国进行表演，向各国军队推荐他的机枪。有一年，中国清政府大臣李鸿章访英，也应邀参观了试射表演。机枪的猛烈火力使他震惊，每分钟竟能发射600发子弹!当李鸿章得知这需耗银30英镑时，便摇摇头说：“这种枪耗弹过多，太昂贵了，中国用不起。”后来，大约在清光绪十四年(公元1888年)，中国也购进少量马克沁机枪，并进行仿制。
1891年，英军正式装备马克沁机枪，并首先用于扩充殖民地的战争。战争一方仍挥舞长矛和棍棒，另一方则拥有弹仓步枪和机枪。1893~1894年，英国殖民军在罗得西亚同祖鲁人的战争中，第一次使用马克沁机枪。一支50人的英国小部队配有4挺马克沁机枪，据守在一个山头上。90分钟内，5000余名手持长矛、弓箭的祖鲁人发起数次冲锋。在统一指挥下，英军机枪火力如骤雨般扫射，剽悍的祖鲁人一排排倒在血泊中，3000多人战死。
19世纪末至20世纪初，马克沁重机枪在各种兵器中独占鳌头，许多国家的军队都先后装备了马克沁机枪及其改进型。其中以德国制造的1908年式7.92毫米MG08马克沁机枪性能最优，是众多仿制型号中的佼佼者。它用低矮的三脚架(亦有两脚架)替换了此前的两轮手推车式枪架，采用水冷枪管，可长时间连续射击。该枪是德军第一次世界大战时的制式装备，每个步兵营配6挺。在1916年7月的索姆河战役中，英法联军1天内死伤于此枪枪口之下的就达5.7万人。因此，MG08马克沁重机枪有“第一次世界大战中最厉害的杀人凶器”的恶名。
维克斯MKl重机枪是马克沁机枪的改进型，1912年装备英军，是英军两次世界大战中的主用机枪，以可靠性和牢固性享有盛誉。250发弹带供弹，枪身质量18千克(装水3千克)，三脚架质量22.7千克。
一百多年来，自动枪械已发展了好几代。但是，专家们一致认为在基本原理和机构上尚未出现根本性突破。马克沁机枪及其变型枪，一直使用到1972年的印巴战争。由马克沁首创的自动武器原理，至今仍在枪炮研制中发挥着重要作用。
六、第一挺轻机枪的诞生
无论是加特林机枪还是马克沁机枪，在火力方面都非常强大，这一点得到了世界各国的一致追捧。但最致命的一个问题就是两者的重量，早期的这些机枪都十分笨重，仅适用于阵地战和防御作战，在运动作战和进攻时使用非常不方便。随着战局的变化，各国军队迫切需要一种能够紧随步兵实施行进间火力支持的轻便初枪。
1902年丹麦炮兵上尉乌·欧·赫·麦德森主持研制出了一只取消了水冷套桶，使用弹匣和轻便的两脚架，还可以抵肩射击的单兵使用连发武器——1902式麦德森轻机枪。该机枪全重不到10千克，性能十分可靠，口径和结构多变可适应不同用户要求，因此是当时军火市场上的热门产品。
虽然供弹方式不同(可能采用弹链、弹匣或者弹鼓)，但是这些新机枪有一些共同特征：它们发射率很高，很容易出现枪管过热，因此有必要把枪管设计成可以在战斗中快速更换的形式；轻机枪可以由单兵使用，但一般至少要两人的班组才能对其进行维护。因此轻机枪是第一种下放到步枪班的班组武器。这些特点是“一战”后出现的大多数机枪的共同特征。
“一战”结束后，英国开始寻求一种可以取代过重的路易斯机枪、与BAR同级别的武器。经过测试后由法国将军阿道夫·贝赛尔设计的型号有希望赢得这一竞标。他在1918年就研制出了这种机枪并试图推销给美国陆军，但由于设计上存在几个尚未解决的问题被后者拒绝了。贝赛尔转而向英国人推销，但英国人同样认为这些缺陷可能造成高昂的损失而拒绝了，不过他们认为这种机枪具有发展潜力。贝赛尔在1925年把他的设计专利卖给了维克斯公司，经过后者的改进被称为“维克斯-贝赛尔轻机枪”。这种0.303英寸口径的机枪采用导气式原理，弧形弹匣安装在枪身上部，类似于轻机枪的先锋麦德森机枪。虽然这种机枪性能可靠没有什么问题，英国陆军仍然不放心，进行了长达数年的测试。在1934年，捷克斯洛伐克生产的ZBvz?/?27机枪进入了似乎无穷无尽的测试。其在先前的ZBvz?/?26机枪上改进而来，在位于布尔诺的捷克斯洛伐克国营兵工厂生产。设计师瓦克勒夫·霍尔克研制的这种导气式机枪采用顶置弹匣供弹，并有一个非常聪明的快速更换枪管的设计。
经过27次分开实验后，维克斯－贝赛尔机枪和ZBvz?/?27机枪进入了最后一轮测试，包括射击对比，埋在泥沙中一段时间经过简单的清理后再次射击，以及最后的1万发持久射击测试。这两种机枪都通过了这些测试，进入下一轮500~2500码(约460~2285米)上的精度考核，还要再进行一次3万发射击的持久测试。在最后一轮实验中，捷克武器表现出远远超过“维克斯－贝赛尔”机枪的机械可靠性，精度也更好。1934年1月，由vz?/?27改进而来的ZBvz?/?33再次进行了更加深入的测试，有数挺机枪在打出了至少14万发子弹后仍然没有出现故障。然而英国陆军参谋部仍然有人对这种机枪存在疑虑，因此在1934年8月又一次对其进行了持久性实验。结果终于打消了所有的顾虑，重新命名为ZBG34的这种机枪被英国陆军正式选作制式轻机枪(“维克斯－贝赛尔”轻机枪并没有完全失败，它被印度陆军选用，后来在“二战”中的北非战场上成为了一种很有效的车载机枪)。
捷克设计的机枪打败了英国的型号这一事实充分说明了这种武器的优异性能。最初的捷克型号发射德国7.92毫米毛瑟子弹，但在英军中，这种机枪的弹药换成了和李·恩菲尔德步枪与维克斯中型机枪一样的0.303英寸子弹。同时还获得了一个新名字“布伦”，这一名字来自该机枪的诞生地布尔诺和制造工厂所在的恩菲尔德。
布伦轻机枪是一种采用28发弹匣供弹的导气式机枪，在射击间隙中枪机组件保持在枪身后部。这种机枪有备用的枪管可进行快速更换，用途广泛，很快就成为英国步兵班组的基本火力、防空作战中的一线武器，并被安装在通用武器载具和几种侦察车上。布伦机枪以精度好出名，一名优秀射手在有一根好枪管时可以把整个弹匣的子弹在远达600码(约548米)的距离上全部打进靶心。大多数布伦机枪最初都是在恩菲尔德兵工厂生产，但后来在加拿大也建立了生产线，“二战”中还曾在澳大利亚和印度生产。很多布伦机枪被送到欧洲占领区支援无数地下抵抗组织反抗德军，这种机枪很适合这一角色，因为其结构简单而坚固，仅需少量训练即会使用，也很容易进行野战分解。实战中在各种气候和条件下，布伦机枪都一再被证明为是一种精确而可靠的武器。很多武器专家认为它是有史以来最优秀的轻机枪。布伦机枪的生产一直持续到了1971年，在此后很长一段时间都是军队的一线装备。
在美国，武器设计师约翰·勃朗宁也开始研制一种轻型机枪：M1919。把M1919列为轻机枪的行列可能会让人产生一点误解，因为这种机枪比其他轻机枪重得多，射击时需要安装在沉重的三脚架上，因此实际上应该归类为中型机枪(MMG)。采用0.30英寸口径的M1919机枪是一种枪机后坐式空冷武器，延续了勃朗宁M1917机枪的很多特征。由于采用了带有多孔散热套的重型枪管，M1919机枪能够以每分钟60发以上的射速持续射击30分钟以上而不会出现过热。它采用250发弹链供弹，带三脚架时全重44磅(约20千克)。后来发展出的一种型号采用了步枪式枪托，安装有两脚架可用做轻机枪。M1919是一种可靠而结实的武器，其中M1919A4型机枪是美军在整个“二战”期间一直使用的中型机枪，后来一直服役到了20世纪60年代，至今还有数千挺在全世界各地服役中?。
在法国，位于夏特勒洛尔和圣·艾蒂安的法国国营兵工厂研制出了7.5毫米的M14?/?29型机枪，设计用于取代“一战”时研制的糟糕而不受欢迎的绍沙机枪。这种轻机枪基本上是勃朗宁自动步枪的改进型号，采用顶置的弹匣供弹。后来发展出的M31型机枪采用了独特的150发侧置弹鼓供弹，并采用了双动扳机结构，可进行半自动或者全自动射击。
在欧洲的其他地方，奥地利、芬兰、瑞典和瑞士的武器制造商们都在20世纪20年代后期到20世纪30年代生产了或多或少算得上成功的轻机枪。瑞士的两家公司：伯恩武器生产公司和西格公司都推出了自己研制的轻机枪，但两种型号都由于成本过高不适于大批量生产。
前苏联人在机枪发展上总体来说是后来者。在“一战”之前，沙皇的军队从别的国家购买机枪，也通过引进许可证生产了一些。因此在十月革命后，俄国的机枪发展和生产基本上是从头开始。当时最紧要的任务是研制一种轻机枪以取代“一战”时留下来的路易斯、哈奇开斯、麦德森和绍沙轻机枪。这些老式机枪难以获得零备件，五花八门的口径也给后勤系统产生了压力。当时前苏联人还有很多马克沁水冷机枪，以及生产这些机枪的工厂。因此最初的打算是把马克沁机枪改装为一种轻机枪。有几位设计师接到了这一改装任务并被要求分别独立完成，其中F.V.托卡列夫成为了这一竞争的获胜者，他用带散热孔的外套取代了马克沁机枪枪管上包围的水套，推出一种轻型、空冷式、带有步枪式枪托和手枪式握把的机枪。进过严格的测试后，马克沁-托卡列夫机枪最终在1925年定型，被选作新式轻机枪。然而部队反映这种武器作为轻机枪使用依然过重。尽管得到了进一步改进，苏军指挥层意识到这种武器仍然不过是一种过时机枪的延伸罢了。因此他们把研制一种全新的轻机枪的任务交给了另一位设计师，瓦西里·A.阿列克谢维奇·捷格加廖夫。
捷格加廖夫的第一个成功型号是在1926年研制出的DP机枪(捷格加廖夫机枪)。DP是一种结构简单的导气式机枪，只有6个活动部件，后来的事实证明在即将爆发的战争中这种武器可以在恶劣条件下可靠运行。DP机枪枪身上安装有标志性的49发弹鼓，实战中由两人班组操作。此外还发展出了包括步兵用、坦克用和飞机用的多个型号，在整个“二战”中都一直被大量装备使用。
DP机枪的近亲是在1929年开始列装的DT机枪。这是一种设计用于装甲车使用的型号，但基本上和DP机枪一样。这两种武器都在西班牙内战中装备过共和党人的军队，并在作战中暴露出了一些设计上的缺陷。经过改进后，这两种机枪成为了红军在“二战”大部分时候使用的主力班组武器和反坦克机枪。DP机枪在1944年被改进成了DPM机枪。虽然其弹鼓存在一些问题，但事实证明DP、DT和DPM机枪在最恶劣的条件下都具有惊人的可靠性。
七、重机枪的兴起
在复苏后的德国研制出通用机枪的同时，其他国家依然认为需要同时装备重机枪和轻机枪并继续完善重机枪，那些“一战”末期还在服役的重机枪在随后20年间会被继续使用。这些机枪的作用已经在实战中得到证实，大多数国家也认为没必要把宝贵的资源用在改进这些已经得到过实战检验的设计上。结果在“二战”中大多数国家都是使用很多“一战”时代的机枪投入战斗。英国人继续使用维克斯0.303英寸口径的Mk1型重机枪。前苏联生产了更多的PM1910马克沁机枪一直用到“二战”末期，总产量超过60万挺。
但是在这段时间，重机枪的设计依然出现了一些创新。在“一战”时期，机枪通常使用步枪子弹以简化弹药供应。但是后来出现了对防空作战和反装甲作战的需求，这要求机枪能够发射射程更远、质量更大的子弹。在美国，著名的枪械设计师约翰·勃朗宁研制了一款和M1917机枪与BAR配合使用的重型机枪。对重型机枪的需求或许是受到了11毫米哈奇开斯反气球机枪的启示，后者在“一战”末期使用燃烧弹成功地击落过观测气球。在为美国研制这种新式重机枪时碰到的第一个麻烦是判断哪一种子弹性能最好，勃朗宁已经成功地把M1917机枪放大成一种水冷式机枪，发射11毫米的法国子弹，但事实证明这种子弹性能不佳。在“一战”后期美国人缴获了一些德国的毛瑟反坦克步枪，这些步枪发射一种初速很高、穿甲性能优异的0.50英寸子弹。美国人决定实验这种比普通步枪子弹几乎要重四倍的子弹。
“一战”结束几年后勃朗宁把他的M1917机枪改装为发射更重的子弹，结果就是M1921型0.50英寸口径机枪，改进后被重新命名为M1921A1。这两种水冷式机枪在射击时都需要不断补充冷却水来冷却枪管。它们后来被用做高射机枪，安装在很多美国海军的舰只上。