Ngay sau khi thông qua tiêu chuẩn đạn 7,62 × 51mm NATO cho súng trường M14 vào năm 1957, cơ quan Continental Army Command (CONARC) của Lục quân Hoa Kỳ bắt đầu đặt ra một yêu cầu thiết kế một loại súng có cỡ nòng nhỏ, tốc độ cao (small-caliber, high-velocity, SCHV) như một phần của chương trình nghiên cứu hiện có của quân đội, dự án SALVO. ArmaLite và Winchester Arms đã được CONARC yêu cầu cung cấp một mẫu súng trường tự động nguyên mẫu có tốc độ bắn cao sử dụng đạn cỡ.22. Thiết kế ArmaLite AR-15 thực chất là phiên bản thu nhỏ của thiết kế AR-10 cỡ nòng 7.62mm, vốn xuất hiện quá muộn để trở thành đối thủ nặng ký chống lại M14 khi được Lục quân Hoa Kỳ áp dụng. Đối thủ của nó là Súng trường hạng nhẹ Winchester.224,[9] một thiết kế nguyên mẫu carbine "Carbine" Williams sử dụng đạn.22 tương tự, nhưng không thể hoán đổi với,.223 Remington (5,56 × 45mm). Trong các thử nghiệm kéo dài của quân đội Hoa Kỳ về AR-15, chủ sở hữu công ty của ArmaLite, Fairchild về cơ bản đã từ bỏ thiết kế và bán quyền sản xuất AR-15 cho Colt. Fairchild cũng tách ArmaLite thành một công ty độc lập, cho phép các chủ sở hữu mới mua tất cả các thiết kế của công ty ngoại trừ AR-10 và AR-15. Khi quân đội Hoa Kỳ cuối cùng đã chọn AR-15 làm M16, ArmaLite không còn có thể thu lợi từ việc áp dụng nó.

Armalite AR-16 xuất hiện vào cuối những năm 1950. AR-16, súng trường cỡ đạn 7.62mm NATO, là thiết kế cuối cùng của Eugene Stoner cho ArmaLite. AR-16 và tiền thân của nó, AR-12 được Stoner thiết kế để đáp ứng yêu cầu của các lực lượng quân sự của các quốc gia nhỏ hơn, kém phát triển hơn đối với một mẫu súng trường quân sự ít tốn kém nhưng hiện đại, không giống AR-10 và AR-15, có thể được sản xuất với giá rẻ bằng kim loại dập tiện gia công.[10][11] AR-12 ban đầu có hệ thống trích khí trực tiếp (DI), nhưng nó đã được đổi thành piston trích khí ngắn thông thường hơn trong AR-16 sau khi ArmaLite bán quyền sản xuất cho hệ thống DI cho Colt Firearms. AR-16 có nòng ngắn 15 inch, báng gỗ có bản lề và trọng lượng rỗng 8,75 pound; chỉ có ba mẫu được lắp ráp. Eugene Stoner rời ArmaLite vào năm 1961, ngay trước khi Fairchild thoái vốn khỏi quyền sở hữu.[12]

Sau đó, việc áp dụng AR-15 của quân đội Hoa Kỳ đã mang lại tính hợp pháp cho hộp đạn 5,56mm của nó và ArmaLite đã tìm cách phát triển một thiết kế cạnh tranh trong cỡ đạn 5,56mm mà không vi phạm thỏa thuận cấp phép Colt. Khi Stoner ra đi, hãng đã quyết định thu nhỏ AR-16, và nhà thiết kế chính mới của ArmaLite, Arthur Miller, bắt tay vào dự án. Thiết kế 5,56mm kết quả xuất hiện vào năm 1963 và được đặt tên là AR-18. Miller sau đó đã nhận được Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 3.246.567 cho súng trường vào năm 1969.