นับแต่ประเทศสหรัฐอเมริกาประกาศเอกราชจากประเทศอังกฤษได้สำเร็จ กองทัพสหรัฐฯได้ประจำการปืนเล็กยาวแบบคาบศิลาเป็นจำนวนมากจนเมื่อล่วงเข้าสู่ยุคของกระสุนแบบปลอกโลหะและดินควันน้อย กองทัพสหรัฐฯจึงได้ทยอยเปลี่ยนจากปืนคาบศิลามาเป็นปืนเล็กยาวที่ใช้กระสุนแบบนัดทั้งหมด โดยได้เลือกประจำการปืนเล็กยาวขนาด .30 นิ้วมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1892 ปืนเล็กยาวรุ่นแรกที่ประจำการ คือ ปืน Krag-Jørgensen ขนาด .30-40 Krag ของประเทศนอร์เวย์ ซึ่งเป็นเล็กยาวแบบกระชากลูกเลื่อนด้วยมือ แต่เนื่องจากปืนรุ่นนี้มีปัญหาหลายประการ ภายหลังกองทัพสหรัฐฯจึงได้ซื้อสิทธิบัตรปืนเล็กยาว Gewehr 98 จากบริษัทเมาเซอร์ ประเทศเยอรมนี พร้อมทั้งนำระบบดึงขึ้นเข็มแทงชนวนของปืน Krag มาติดตั้งเพิ่มเข้าไปและผลิตเป็นปืน M1903 Springfield และได้นำกระสุนขนาด 8 มม. เมาเซอร์ (7.92×57 มม.) มาทำการดัดแปลงให้ใช้กับหัวกระสุนขนาด .30 นิ้ว (7.62 มิลลิเมตร) เดิมของปืน Krag ต่อไป พร้อมทั้งยืดปลอกออกเป็น 63 มิลลิเมตรทำให้บรรจุดินส่งได้มากขึ้นและเรียกว่ากระสุนใหม่นี้ว่า .30-06 Springfield (7.62×63 มม.)

ปืน T20 ตัวต้นแบบ

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง กองทัพฯสหรัฐฯได้เริ่มทยอยโอนปืน M1903 Springfield ไปให้กองกำลังท้องถิ่นและบางส่วนได้นำมาดัดแปลงเป็นปืนเล็กยาวซุ่มยิง M1903A4 ใช้ในสงครามโลกครั้งที่ 2 จนถึงสงครามเกาหลี ในขณะเดียวกันก็ได้ทยอยบรรจุปืนเล็กยาวบรรจุเอง M1 Garand เข้าประจำการ โดยปืน M1 Garand ออกแบบโดยจอห์น ซี กาแรนด์ ซึ่งในช่วงแรกออกแบบให้ใช้กับกระสุนขนาด 7×51 มิลลิเมตร (.276 Pedersen) และสามารถบรรจุในแนบกระสุนได้ 10 นัด แต่เมื่อกองทัพสหรัฐฯรับมาพิจารณาใน ค.ศ.1932 ก็มีคำสั่งให้เปลี่ยนมาใช้กระสุน .30-06 ทำให้ปืนบรรจุกระสุนได้เพียง 8 นัด และรับเข้าประจำการเมื่อวันที่ 6 มกราคม ค.ศ. 1936 ให้ชื่อเป็นทางการว่า United States Rifle, Caliber .30, M1 และใช้งานมาจนถึงสงครามเกาหลี โดยในระหว่างที่ปืน M1 Garand ประจำการนี้ กองทัพสหรัฐฯก็ได้มีโครงการ T20 ทำการดัดแปลงปืน M1 Garand ให้บรรจุกระสุนได้มากขึ้นโดยใช้ซองกระสุน 20 นัดของปืนเล็กกล M1918 Browning Automatic Rifle (BAR) และทำการเพิ่มระบบยิงแบบอัตโนมัติเข้าไปกลายเป็นโครงการ T37

ปืน M14

ภายหลังสงครามโลกครั้งที่สอง ได้มีการวิจัยดินขับแบบใหม่สำเร็จ จนสามารถใช้ในปริมาณน้อยลงแต่ให้แรงขับเท่าเดิม กองทัพสหรัฐฯจึงได้นำกระสุน .30-06 มาทำการลดความยาวปลอกจาก 63 มิลลิเมตรลงเป็น 51 มิลลิเมตร เพื่อนำไปใช้กับปืนในโครงการ T37 กลายเป็นโครงการ T44 แล้วในที่สุดก็ประจำการเป็นปืน M14 และ M15 ในปี ค.ศ. 1957 ส่วนกระสุน 7.62 มิลลิเมตรของปืน M14 ก็กลายเป็นกระสุน 7.62×51 มม. นาโต ซึ่งเป็นกระสุนมาตรฐานของปืนกลและปืนเล็กยาวหลายรุ่นในปัจจุบัน นอกจากนั้นบริษัทวินเชสเตอร์ยังได้นำกระสุน 7.62 มม. นาโตนี้ไปผลิตขายให้พลเรือนในชื่อว่า .308 Winchester อีกด้วย

หลังจากปืน M14 ประจำการได้ไม่นาน ก็มีคำวิพากษ์วิจารณ์เกี่ยวกับปืนดังกล่าว ทั้งปัญหาเรื่องตัวปืนและกระสุนมีน้ำหนักมากทำให้ทหารพกพาไปได้น้อย อีกทั้งมีปัญหาเรื่องแรงสะท้อนถอยหลังสูง โดยเฉพาะเมื่อยิงแบบอัตโนมัติจะไม่สามารถควบคุมปืนได้เลย ทำให้ปืน M14 มีอายุการใช้งานได้ไม่นาน ในขณะเดียวกันก็ทำให้โครงการวิจัยปืนเล็กยาวที่ใช้กระสุนขนาดหน้าตัดเล็กแต่มีความเร็วสูงที่ตั้งมาก่อนหน้านั้นมีความชัดเจนมากขึ้น ซึ่งโครงการนี้มีชื่อว่า Project SALVO ตั้งขึ้นมาแต่ ค.ศ. 1948 โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะสร้างอาวุธประจำกายทหารราบที่ใช้กระสุนขนาด .22 ความเร็วสูง มีระยะหวังผล 300 เมตรขึ้นไป ภายหลังจึงได้มีข้อกำหนดเพิ่มเติมว่าต้องมีน้ำหนักเบา เลือกยิงได้ทั้งแบบทีละนัดและยิงเป็นชุด และต้องยิงเจาะหมวกเหล็กได้ในระยะ 500 เมตร

ปืน AR-10

ใน ค.ศ. 1957 บริษัทอาร์มาไลท์ (Armalite) ซึ่งเป็นแผนกอาวุธปืนของบริษัท Fairchild Aircraft Corp. ได้เข้าร่วมโครงการนี้โดย ยูจีน สโตนเนอร์ ได้นำแบบปืน AR-10 ขนาด 7.62 มิลลิเมตรมาย่อส่วนเป็นปืน AR-15 เพื่อใช้กับกระสุน .223 เรมิงตัน ซึ่งพัฒนาโดยบริษัทเรมิงตัน อาร์มส์ ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งได้รับมอบหมายจากกองทัพสหรัฐฯให้ออกแบบและวิจัยกระสุนชนิดใหม่ ที่จะนำมาใช้กับปืนเล็กยาวจู่โจมในโครงการ SALVO นี้ และกองทัพสหรัฐฯได้รับแบบปืน AR-15 มาพิจารณา

กระสุนขนาด 5.56x45 mm. NATO บรรจุในแมกกาซีนความจุ 30 นัดซองกระสุนแบบ STANAG 20 นัดผลิตโดยบริษัท Colt ประเทศสหรัฐอเมริกา วางเทียบซองกระสุน 30 นัดของบริษัท H&K ประเทศเยอรมนี

ใน ค.ศ. 1958 บริษัทอาร์มาไลท์ได้รับคำวิจารณ์และคำสั่งแก้ไขปืน AR-15 จากทางกองทัพสหรัฐฯหลายครั้ง จนถอดใจและประสบปัญหาทางการเงิน จึงได้ตัดสินใจขายแบบพิมพ์เขียวปืน AR-15 ให้แก่บริษัทโคลต์ (Colt Firearms) และได้รับการพัฒนาปรับปรุงจนเป็นปืน M16 และเข้าประจำการในกองทัพอากาศสหรัฐฯในปี ค.ศ.1964

ปืน M16 ผลิตในปีค.ศ. 1963 สังเกตปลอกลดแสง (Flash Hider) ยังเป็นแบบ 3 แฉก (Three-prong Flash Hider) เหมือนของปืน AR-15 อยู่ และไม่มีคันส่งลูกเลื่อน (Forward Assist Assembly) ติดตั้งมาให้

ส่วนทางกองทัพบกสหรัฐฯก็ได้นำปืน M16 ไปพัฒนาต่อเป็นปืน XM16E1 ซึ่งได้มีการเปลี่ยนปลอกลดแสง เพิ่มชุดส่งลูกเลื่อน (Forward Assist Assembly) และเพิ่มอัตราครบรอบเกลียวให้เร็วขึ้นจาก 14 นิ้วเป็น 12 นิ้ว เพื่อรองรับการใช้กระสุนส่องวิถี M196 ที่มีหัวกระสุนยาวกว่ากระสุนธรรมดาแบบ M193 และเข้าประจำการในกองทัพบกสหรัฐฯพร้อมทั้งเรียกชื่อใหม่ว่า ""US Rifle, 5.56mm, M16A1" ในปีค.ศ. 1967 และยังมีการเปิดสายการผลิตปืน M16 ในรูปแบบอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันในอีกหลายประเทศทั่วโลก

ปืน M16A1 ผลิตในปีค.ศ. 1967 สังเกตปลอกลดแสง (Flash Hider) จะเป็นซี่คล้ายกรงนกมีรูลดแสง 4 รู ("Bird Cage" Flash Hider) และมีคันส่งลูกเลื่อน (Forward Assist Assembly) ติดตั้งมาให้แล้วคันส่งลูกเลื่อน (Forward Assist Assembly) มีในปืน M16A1 เป็นต้นมา ใช้สำหรับผลักหน้าลูกเลื่อนให้เข้าที่ก่อนทำการยิง ในกรณีที่เกิดการติดขัดจากเขม่าที่เกิดจากการยิง

ต่อมาในปีค.ศ. 1981 บริษัทโคลต์จึงได้พัฒนาและปรับปรุงปืน M16A1 จนออกมาเป็นปืน M16A1E1 เพื่อรองรับกระสุนขนาด 5.56x45 mm. NATO รุ่นใหม่คือกระสุน M855 หรือ SS-109 ของบริษัท FN ซึ่งมีความแม่นยำและอานุภาพมากกว่าเดิม จนในปีค.ศ. 1982 หน่วย US Department of Defense (US DoD)จึงได้บรรจุปืน M16 รุ่นนี้เข้าประจำการและเรียกในชื่อใหม่ว่า "US Rifle, 5.56mm, M16A2" ซึ่งปืน M16A2 นี้สามารถยิงได้เพียง 2 รูปแบบ คือ แบบกึ่งอัตโนมัติ (Semi-Auto) ครั้งละ 1 นัด/ครั้ง และแบบอัตโนมัติชุดละ 3 นัด (Burst Auto) โดยมีคันบังคับการยิงให้จัดเลือกอยู่ทางด้านซ้ายเหนือด้ามปืน ซึ่งต่างจากปืน M16A1 ตรงที่แบบอัตโนมัติของรุ่น A1 จะเป็นแบบอัตโนมัติเต็มตัว (Full-Auto) กล่าวคือปืนจะทำการยิงตามวงรอบการทำงานไปเรื่อยๆจนกว่าผู้ยิงจะเลิกเหนี่ยวไกปืนหรือจนกว่ากระสุนจะหมดซองกระสุน มิใช่ยิงเป็นชุดเพียง 3 นัดเท่านั้น ไม่ว่าผู้ยิงจะเหนี่ยวไกค้างไว้หรือไม่ก็ตาม

ในปีค.ศ. 1994 ทางบริษัทโคลต์ได้มีการปรับปรุงสมรรถภาพของปืน M16A2 อีกครั้งเป็นรุ่น A3 และ A4 ตามลำดับ โดยปืน M16A3 นั้นสามารถยิงได้สองโหมดคือ ยิงทีละนัด (Semi-Auto) และยิงอัตโนมัติเต็มตัว (Full-Auto) เท่านั้น ส่วนปืน M16A4 นั้นจะยิงได้สองโหมดนี้คือ โหมดยิงทีละนัด (Semi-Auto) และแบบอัตโนมัติชุดละ3นัด (Three-Burst Auto) โดยรุ่น A4 มีลักษณะภายนอกคล้ายกับ A2 และ A3 ทุกประการ เพียงแต่สามารถถอดด้ามหูหิ้ว (Flat Top Receiver) ออกเพื่อใช้ราง Picatinny ในการติดตั้งอุปกรณ์เสริมต่างๆได้ ในขณะที่รุ่น A2 และ A3 จะเป็นแบบติดตั้งตายตัว

ในช่วงทศวรรษ 1980 ปืนกลเบา M60 จะถูกแทนที่ด้วยปืนกล SAW M249 ซึ่งใช้กระสุนขนาด 5.56x45 mm. NATO รุ่น M855 เช่นเดียวกับปืน M16A2 เพื่อเพิ่มอานุภาพของอาวุธและลดภาระในการจัดส่งกระสุนและส่งกำลังบำรุงเข้าสู่สนามรบของหน่วยพลาธิการ ครั้นถึงทศวรรษ 1990 ปืน M16A2 จำนวนมากเริ่มถูกแทนที่ด้วยปืน M4 Carbine ซึ่งปรับปรุงมาจากปืน M16 เพื่อเพิ่มสมรรถนะและความคล่องตัวกับการรบในที่แคบหรือในอาคารต่างๆ