多年以後，1856年，美國人查爾斯·巴恩斯改進了派克的設計，加了一個手動曲柄以轉動槍管並且實現了槍膛尾部裝置的自動化。巴恩斯給它取了一個昵稱——咖啡磨槍。這種機槍可以實現以每分鍾80轉的速率發射子彈，後來在美國南北戰爭中使用過。另外一名美國人，埃利澤·裏普利（1782—1939）作了進一步改進，使之能一次使用多個彈筒。
金屬子彈出現後，現代的速射槍才被發明。美國槍械製造商理查德·加特林（1818—1903）在1862年取得了這種槍的第一項發明專利。加特林設計的槍有一個10槍管組，槍管就像捆綁在一起的木棍，通過手動旋轉。裝在槍頂部的送彈鬥在重力作用下，將子彈送入槍身，使該槍能以350轉/分鍾的速率發射。
該裝置應用於各種口徑的槍上，在美國南北戰爭中顯示出極大的殺傷力。後來英軍也裝備了該槍。
19世紀70年代，美國士兵威廉·加德奈發明了另一種重力填彈槍。該槍由一個豎直的彈倉和兩個或更多挨在一起的槍管組成。一個手動曲柄可以左右側移機槍的後膛鎖，使空彈殼掉落，替換子彈可以從上部的彈倉中被收集。
射擊300或400次後，槍管會由於射擊次數過多而過燙，這使得早期製造單槍管機槍的嚐試受挫。1875年，在曼徹斯特的羅維爾工作的德·維特法林頓發明了手動曲柄式四槍管加德奈機槍——羅威爾機槍，有4根槍管，但是，它的4根槍管在射擊時並不旋轉，隻用一根槍管射擊。當槍管過燙時，槍手轉動槍管組，讓下一根冷槍管繼續射擊。1879年，瑞士工程師帕穆克蘭茲發明了諾登佛特機槍，該槍有12根槍管緊密排列。12根槍管彈藥的填充和射擊全部是同時完成的——通過向前推一根杆來實現。杆拉回時會退出空彈殼。
1883年，機槍的發展進入了一個新階段。美裔英國發明家希拉姆·馬克沁（1840—1916）取得了馬克沁機槍的發明專利，並在一年後公之於眾。馬克沁機槍利用機槍射擊時產生的後坐力退出空彈殼，再次準備扣動扳機，將另一圈子彈插入後膛。彈圈起初裝的是黑火藥（有煙火藥），後來裝的是無煙火藥（強棉藥）——連接形成了一條彈藥帶，機槍可以連續發射600轉/分鍾，直到整條彈藥帶發射完。長時間的射擊會使槍膛過熱，於是馬克沁在機槍上加裝了一個水套，用來冷卻槍管。馬克沁找到合作夥伴——英國威克斯造船公司，大批量生產馬克沁機槍。這種機槍被用於日俄戰爭（1904—1905）和第一次世界大戰（1914—1918）中，給交戰雙方帶來了巨大的傷亡。在第一次世界大戰中，德國軍隊使用了相似的彈藥帶供給係統。
除了射擊時的後坐力，射擊時氣體的膨脹釋放也可以應用於機槍上。最早的氣動機槍有美國人約翰·勃朗寧（1855—1926）發明的勃朗寧機槍，丹麥炮兵上尉麥德森的麥德森機槍，以及一家由美國人哈乞克司（1836—1885）創建的法國公司生產的哈乞克司機槍。哈乞克司機槍裝有氣動的槍栓使槍可以重新準備扣動扳機。麥德森機槍安裝了一個擺動的後膛鎖。1911年，美國發明家劉易斯（1858—1931）設計了一架輕機槍，射速為550轉/分鍾。該槍裝有圓形（“盤狀”）彈倉和空氣冷卻套用於冷卻槍管。因為該槍可以高速率的射擊，而且一人就可完成射擊裝彈的操作，美國和英國在第一次世界大戰中都將其裝備到了戰鬥機上。1902年，麥德森機槍隻用了一個彈倉，並且用兩腳架支撐，但是該機槍可由單人攜帶。因此，這種麥德森機槍就成為了第一種輕機槍，或者稱自動步槍。
不久，所有大國的軍隊都裝備了輕機槍。因為由三位設計者喬奇、蘇特裏、瑞貝若利斯和法國公司Glacliatot製造，法國人稱他們製造的輕機槍為CSRG輕機槍。1917年，因為美國沒有相同性能的輕機槍，於是從法國購買CSRG機槍裝備軍隊。1918年，勃朗寧設計了BAR勃朗寧自動步槍，在第二次世界大戰中被廣泛應用。1924年的M29機槍由法國的萊貝爾設計。捷克斯洛伐克勃諾的哈力克兄弟設計的ZB26，在1938年以Bren輕機槍的名字（“Bren”由“Br”和“en”兩部分組成，“Br”代表勃諾，“en”代表恩菲爾德軍火公司）裝備於英軍。所有這些輕機槍都可以由一個士兵攜帶。
更輕的輕機槍就演化成了衝鋒槍。1920年，美國軍官約翰·湯普森（1860—1940）發明了湯普森衝鋒槍。湯普森衝鋒槍擁有一個直彈筒或一個更高容量鼓形的彈筒。其他類的衝鋒槍包括1939年德國的ErmaMP40式、英國Sten式衝鋒槍（Sten中“S”代表公司老板曬潑德；“t”代表設計者特賓；“en”代表恩菲爾德公司）。所有這些衝鋒槍的射擊速度都在500—800發/分鍾。
可以均勻爆炸的雲霧彈
研究殺傷武器的兵工學家發現，成整體性的氣體爆炸的威力幾乎均勻分布，從而造成麵狀破壞。這是由於具有擴散性而且無孔不入的氣體一旦被引爆，氣體就會使目標全身同時爆炸開來所致。於是，雲霧彈便應運而生。