1883年，马克沁在伦敦哈顿花园路57号的住所内开始试制他的新枪。他从事的是一项前无古人的发明，没有类似产品可供借鉴，全部零件和工具、量具都是亲手设计制作，只有枪管是外购的成品。马克沁的设计采用枪管短后座自动原理，在发射瞬间，枪机和枪管扣合，发射后两者共同后座一段距离，然后枪管先停止移动，通过肘节机构实现开锁，枪机继续后座，完成抽壳、抛壳动作，压缩复进簧并使发射机构待击，同时带动供弹机构将下一发枪弹提到供弹位置上，随后枪机在复进簧作用下复进，将下一发枪弹推进枪膛，枪机与先行复进的枪管再次扣合完成闭锁，随后击发枪弹。发射动作每秒往复循环10余次，射速高达每分钟600余发，第一次实弹射击时，仅用了1.5秒钟就将装填的6发子弹全部射出，远远超过原有的各种手动机枪。马克沁在他的设计中还巧妙地借鉴了一些前人的成果，如温彻斯特步枪的肘节式闭锁机构，以及加特林机枪上的某些设计。为解决射击速度提高带来的弹药补充问题，马克沁创造性地设计了一种由弹带和拔弹齿共同作用的供弹系统，取代了最早试验用的加特林供弹漏斗，333发子弹预先装在一根长约6.4米的帆布带中，以节省装弹时间，射击时布带被自动拉入进弹口，布带头上带有锁扣，可以两两相接以维持长时间的连续射击。马克沁还发明了油压缓冲和射速调节装置，并开创了机枪分解结合时不使用工具的先河。在一个多世纪后的今天，这些设计仍然沿用于各种现代自动武器上。
海勒姆·斯蒂文斯·马克沁是战争史上绕不开的一个名字。这位重机枪发明者1840年2月25日生于美国，他出身贫寒，14岁时成为一个马车制造商的学徒。他没有多少文化修养，但却天生有一个爱发明的脑袋。1886年他获得烫发熨斗的专利，后来发明了照明用煤气发生器和机车车头灯。1883年，他去了英国。
当时正值欧洲大陆战火纷飞，马克沁遂转向研究速射武器。1884年，马克沁制造出世界上第一支能自动连续射击的机枪。这是一支真正意义上的全自动机枪，每分钟可发射600余发子弹。这种机械的运动描述起来复杂而抽象，但要是亲自看上一眼，人们会立即叹服于它的精巧与妙思。正是马克沁机枪中，人类第一次运用了复进簧、可靠的抛壳系统、弹带供弹机构、加速机构、可靠调整弹底间隙、射速调节油压缓冲器等机构。至今，专业的枪械研制人员依然遵循着由马克沁首创的火药气体能量自动射击三大基本原理——枪管后坐式、枪机后坐式和导气式。
马克沁机枪一诞生，立即在战场上显示出卓越的性能。1893年，罗得西亚50名步兵和区区4挺马克沁机枪便轻松击退了多达5000名祖鲁人的进攻，战场上留下了3000具尸体。1895年，阿富汗奇特拉尔战役和苏丹战役中，士兵在马克沁机枪下死伤累累。1898年，苏丹的恩图曼之战，2万名***教托钵僧在进攻中，有多达15000人是倒在马克沁机枪的阵地前的。1899年开始的布尔战争中，布尔人在冲锋时遭到了马克沁机枪的毁灭性打击，损失超过70%以上。
但此时各国陆军并未重视机枪，甚至1905年日俄战争中，双方激烈的机枪对射也没有引起主流战场的重视。
在一战爆发时，只有德国真正认识到机枪重要性。当时，德国陆军装备的马克沁机枪超过12500挺。索姆河战役是机枪史上最令人惊心动魂的战例。1916年7月，德国人以平均每百米一挺马克沁MG08机枪的火力密度，向40公里进攻正面上的14个英国师疯狂扫射。一天之内，6万名英军士兵伤亡。到11月18日战役结束时，这141天时间里英法联军阵亡61.5万人，德军阵亡65万人，大多数人都倒在了马克沁机枪的火舌下。欧洲整整一代人丧命于机关枪下。
