提高枪支的发射速度，一直以来都是枪械开发人员的梦想。德国发明家约翰·尼古拉斯·德雷塞1828年发明的针刺击发枪。他用纸筒制成弹壳，将弹丸、发射药和底火一起装在弹壳内，构成了世界上最早的定装式枪弹。这种被称为军用小口径步枪的枪支，是世界上第一种真正成功的后装式步枪。在当时，步枪都是从枪口装弹药的，从后面装弹药无疑是十分“非主流”的做法。
德莱塞步枪把原先前装式步枪的装弹和射击过程大大简化了，射击速度提高了4至5倍，并且可在各种射击姿态和运动状态中重新装填子弹，德雷赛步枪是步枪发展过程中的一大飞跃。德莱赛步枪在普丹战争和普奥战争中都为普鲁士军队带来了技术和战术上的巨大优势。此后不久，金属弹壳很快被研制出来，步枪发射子弹的平均速度也随之提高到每分钟十发。
但开发者并没有满足于这些成绩，提高枪支发射速度的努力仍在继续。其中，最有代表性的是理查·乔登·加特林发明的多管手摇机枪。这种机枪的特点是由多根枪管圆形排列，依靠射手转动一个手柄，使枪管连续转动完成连续不断的射击。
如此一来，等于一个战士在同时发射十多支枪，射击效率大大提高了。传统步枪的发射频率更把无法与这款机枪相匹敌。
加特林机枪很快被应用于美国南北战争。1865年，在围攻佛杰尼亚彼得斯堡战役中，使用机枪作战帮助了北方军队取胜。1889年，在美西战争的古巴圣地亚哥战役中，美军的派克上尉指挥一个机枪连帮助美军挫败了西班牙军队。英国的军事专家事后评价说：“美国人首创加特林机枪有效的应用于进攻战，毋庸置疑，加特林机枪在战斗中是具有通用性的。”1879年，英军在祖鲁战争中用加特林机枪阻止了祖鲁人疯狂的进攻，显示了机枪在防御作战中的军事价值。
但是加特林机枪也有一个明显的弱点——发射频率取决于射击者转动手柄力量的大小。只能算作半自动武器，而且十分笨重，不便于携带，在作战时还经常出现卡壳现象，所以在作战中发挥的作用十分有限。
加特林机枪
美国发明家海勒姆·马克沁从少年时代开始就热衷于打猎活动，是一个颇有射击天分的男孩子。他从十多岁起就表现出了机械制作方面的才能，他后来对自动机枪产生浓厚的兴趣，也就不足为奇了。
在射出子弹的瞬间，由于反作用力，枪支本身会出现后坐现象。牛顿第三定律表明，两个物体之间的作用力和反作用力在同一条直线上大小相等，且方向相反。海勒姆·马克沁开始思考如何能够把枪支的后座力用于枪支本身的制动上。
海勒姆·马克沁想把枪支的后座力用于枪支本身的制动上的想法，已经超出了当时的常识。
马克沁正在试验机枪
海勒姆·马克沁是设想利用子弹发射时产生的反作用力，来移动弹簧和杠杆自动装填下一发子弹。此外，海勒姆·马克沁也设计出了一个弹带，大大改善了以往手动机枪在发射过程中无法向枪膛里输送弹药的局限性。射击频率的提高，也大大缩短了枪身的冷却时间。海勒姆·马克沁于是用装满凉水的袋子来冷却枪身。
1885年初露锋芒的马克沁机枪，每分钟发射出650发子弹，这虽然与加特林式机枪每分钟发射1200发子弹的速度有一定差距，但却比重达47公斤的加特林机枪轻便了将近一半（27公斤），而且也更容易分解，所以很适合在野战过程中的维护。
海勒·马克沁带着自己发明的机枪在欧洲巡回展示结果，获得了巨大的成功，欧洲军队指挥官看到马克沁机枪瞬间发射出密集的弹幕，不禁面露惊喜之色。正如一个史学家所称道的那样，马克沁的机枪，“以其它枪支不可匹敌的程度，将世界一扫而光”了。
1885年，英王爱德华七世观看马克辛操作机枪
当时，欧洲列强为了确保各自的殖民地，正在亚洲和非洲展开激烈的战争。战争越激烈，马克沁机枪便越受欢迎。1890年，海勒姆·马克沁开始向德国、英国、奥地利、俄罗斯、瑞士等国供应他的机枪。不过，马克沁机枪并非在所有国家都受到一致好评。丹麦国王认为“这款机枪一旦开始射击，就会浪费大量子弹，只需十分钟，它就能让一个国家宣告破产。”丹麦国王以此为由拒绝进口马克沁机枪。
在实战中，马克沁机枪显示出无比强大的性能和威力。1888年11月，英军在侵略非洲冈比亚一个部族时，使用了马克沁机枪，被认为是真正机枪的首次实战应用。但马克沁机枪在战斗中发挥决定性的作用是在10年之后。1898年9月2日，在恩图曼战役中，2.3万名英国军队与非洲苏丹五万名托钵僧人作战，英军的10挺马克沁机枪发射的3.4万发子弹，给敌军造成重大伤亡，五万阵亡的托钵僧人中，有3/4是被机枪杀死的。
1904年，在俄日战争期间，在旅顺攻防战中，日军步兵在配备了两挺马克沁机枪的俄军面前，无力地败下阵来。日军在旅顺攻防战中共伤亡了5.8万多名官兵，他们当中的绝大多数都是马克沁机枪的牺牲品。
德国1908年生产的mg 08式马克沁机枪
在第一次世界大战期间，马克沁机枪的大规模杀伤力仍在继续上演，1916年7月1日，在第一次索姆河战役中，英军仅在一天时间便死伤了57470名战士，其中90%是被德军的马克沁机枪所伤。
机枪的突破性运用，使陆上作战样式发生了革命性的变化。密集步兵部队再也无法在开阔地带实施机动和攻击，疏散的战斗队形取代了密集的战斗队形。拿破仑时期，一个装备了1000支煫发抢的步兵营，每分钟可发射2000发子弹；一个世纪后，一个装备四挺机枪，1000支弹仓式步枪的步兵营，每分钟可发射2.1万发子弹，而且杀伤距离更远。
德国mg 08式马克沁重型机枪
这样就使得原来盛行的步兵排着整齐的队伍正面进攻，以及骑兵冲锋变成了自杀行为。正如西方人所说，机枪的出现标志着一个时代的结束，“机枪、现代火炮、野战防御工事和铁丝网相结合，制约了正面攻击并永远的终结了骑兵的冲击。”
为了对付机枪的威胁，英国首先提出了“机枪破坏器”的设想。
从此以后，步兵战士们为了保存自己的生命，不得不像鼹鼠一样，在战场上挖掘战壕。战争形态在漫长的堑壕战与毫无意义的突击之间，来回反复。突破机枪手控制的防线需要付出巨大的代价和牺牲，在这种情况下，另一种兵器即将呼之欲出，这种新的兵器便是坦克。
