Súng máy được sử dụng nhiều trong Thế chiến thứ nhất, và các loại vũ khí có cỡ nòng lớn hơn súng trường bắt đầu xuất hiện ở cả hai bên xung đột. Những viên đạn lớn hơn là cần thiết để đánh bại bộ giáp được đưa vào chiến trường, cả trên mặt đất và trên không. Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, người Đức đã giới thiệu một loại máy bay được bọc thép dày, Junkers JI . Lớp giáp này làm cho súng máy máy bay sử dụng đạn súng trường thông thường (chẳng hạn như .30-06 ) không hiệu quả.

Do đó, chỉ huy của Lực lượng viễn chinh Mỹ , Tướng John J. Pershing đã yêu cầu một khẩu súng máy cỡ nòng lớn hơn. Pershing đề nghị Cục Quân khí phát triển một súng máy có cỡ nòng ít nhất là 0,50 inch (12,7 mm) và sơ tốc đầu nòng ít nhất là 2.700 feet / giây (820 m / s). [12] Đại tá Hoa Kỳ John Henry Parker , chỉ huy một trường bắn súng máy ở Pháp, đã quan sát thấy hiệu quả của loại đạn xuyên giáp cháy 11 mm (0,43 in) của Pháp. Cục Quân khí đã đặt hàng tám khẩu súng máy Colt thử nghiệm được cải tiến cho hộp đạn 11 mm của Pháp. [14]Vòng 11 mm của Pháp được cho là không phù hợp vì vận tốc của nó quá thấp. Pershing muốn một viên đạn có khối lượng ít nhất là 670 gr (43 g) và sơ tốc đầu nòng là 2.700 ft / s (820 m / s). Sự phát triển với vòng tiếng Pháp đã bị loại bỏ.

Vào khoảng tháng 7 năm 1917, John M. Browning bắt đầu thiết kế lại khẩu súng máy .30-06 M1917 của mình để có một loại đạn lớn hơn và uy lực hơn. Winchester đã làm việc trên hộp mực, đây là phiên bản mở rộng của .30-06. Ban đầu, Winchester đã thêm một vành vào hộp mực vì công ty muốn sử dụng hộp này trong một khẩu súng trường chống tăng, nhưng Pershing nhấn mạnh rằng hộp này không có vành. [14] Khẩu súng máy cỡ nòng .50 đầu tiên đã trải qua cuộc thử nghiệm vào ngày 15 tháng 10 năm 1918. Nó bắn với tốc độ dưới 500 phát mỗi phút và sơ tốc đầu nòng chỉ 2.300 ft / s (700 m / s). Cải tiến hộp mực đã được hứa hẹn. Súng nặng, khó điều khiển, bắn quá chậm đối với vai trò phòng không và không đủ mạnh để chống lại áo giáp.

Trong khi cỡ nòng .50 đang được phát triển, một số súng trường chống tăng Gewehr 1918 của Đức đã bị thu giữ. Các loại đạn Đức đã có sơ tốc 2.700 ft / s (820 m / s), 800 gr (52 g) đạn, và có thể thâm nhập vào giáp dày 1 in (25 mm) tại khoảng cách các 250 yd (230 m). Winchester đã cải tiến loại đạn cỡ nòng .50 để có hiệu suất tương tự. Cuối cùng, sơ tốc đầu nòng là 2.750 ft / s (840 m / s)

Những nỗ lực của John M. Browning và Fred T. Moore đã cho ra đời súng máy M1921 Browning cỡ nòng .50 làm mát bằng nước và một phiên bản dành cho máy bay. Những khẩu súng này đã được sử dụng thử nghiệm từ năm 1921 đến năm 1937. Chúng có nòng trọng lượng nhẹ và đạn chỉ được nạp từ phía bên trái. Các cuộc thử nghiệm dịch vụ làm dấy lên nghi ngờ liệu loại súng này có phù hợp với máy bay hay phòng không. Một khẩu M1921 nòng nặng được xem xét cho các phương tiện mặt đất.

John M. Browning qua đời vào năm 1926. Từ năm 1927 đến năm 1932, SH Green đã nghiên cứu các vấn đề thiết kế của M1921 và nhu cầu của các dịch vụ vũ trang. Kết quả là một thiết kế duy nhất có thể được biến thành bảy loại súng máy cỡ nòng .50 bằng cách sử dụng các áo khoác, nòng súng và các thành phần khác khác nhau. Bộ thu mới cho phép nguồn cấp dữ liệu bên phải hoặc bên trái. Năm 1933, Colt sản xuất một số mẫu súng máy Browning (bao gồm cả những gì được gọi là M1921A1 và M1921E2). Với sự hỗ trợ của Hải quân, Colt bắt đầu sản xuất khẩu M2 vào năm 1933. FN Herstal (Fabrique Nationale) đã sản xuất súng máy M2 từ những năm 1930. General Dynamics, US Ordnance và Ohio Ordnance Works Inc. là các nhà sản xuất hiện tại khác.