В 1887 году были начаты ее испытания параллельно с многоствольной картечницей Норденфельда, требующей больших физических сил человека для приведения всего механизма в действие вращением заводной рукоятки. После доработки по замку, разработки специального надульника и введения утолщения на переднем конце ствола система Максима 3-линейного калибра заключением Арткома ГАУ, в отличие от первой оценки, признана как имеющая существенные преимущества перед картечницей Норденфельда. После дополнительной проверки 12 пулеметов вьючного и крепостного типа (на колесных лафетах) в 1901 году в России было сформировано 5 пулеметных рот для службы в полевых условиях: одной при 3-й Восточно-Сибирской стрелковой бригаде и четырех — в Варшавском военном округе.

Небольшое количество пулеметов Максима (15 пулеметных рот по 8 образцов в каждой) в одном из наиболее тяжелых первых вариантов (28,85 кг) на колесных лафетах (175 кг) и треножных станках (20,47 кг) прошло русско-японскую войну 1904–1905 годов.

Всего к концу этой войны, с учетом образцов системы Мадсена, Русская армия насчитывала у себя 374 пулемета, что по количеству превосходило вооружение данного типа японской армии.

В конце XIX века волна конструкторских работ по созданию автоматического оружия захлестнула многие зарубежные государства, имеющие собственные оружейные школы и развитую оружейно-техническую промышленную технологию. За системой Максима следовали пулеметы: Манлихера (1885), Шкода (1893), Браунинга (1895), Норденфельда (1895), Кольта (1897), Бергмана (1897), Гочкиса (1897) и др.

Наибольший размах эти работы получили в начале XX века, в особенности после русско-японской военной кампании, в период, предшествующий первой мировой войне.

Первые достижения в пулеметном деле не остановили творческих поисков изобретателей в области автоматизации работы индивидуального ручного оружия. С этого, собственно, и начаты были все работы в период зарождения данного направления развития оружия пехоты. С попыток создания многозарядного автоматического ружья начинал свою работу и Х. Максим совместно с оружейным изобретателем Кропачеком, и лишь неудачливость первых опытов, несмотря на проявленную в этом высокую конструкторскую активность, заставили Максима перейти к разработке более крупных систем.

Наибольший успех сопутствовал пулеметной автоматике. И не только в конструкторском поиске одного Х. Максима — создателя первого в мире станкового пулемета. Этому способствовали лучшие условия по практической реализации различных оптимально выгодных конструкторских решений. Отсутствовали крайне узкие ограничения в отношении веса оружия по сравнению с автоматической винтовкой. Созданию этого вида оружия повышенное внимание уделяется в конце XIX-начале XX века. В этот период в развитых в техническом отношении государствах европейского Запада и на американском континенте создаются автоматические винтовки, которые подразделяются на самозарядные и самострельные:

— если для производства последующего выстрела требуется сначала отпустить спусковой крючок, а затем снова на него нажать, то такая винтовка называлась самозарядной.

— если же при нажатом спусковом крючке выстрелы следуют один за другим и стрельба продолжается вплоть до израсходования всех патронов магазина или прекращения нажатия на спуск, то такая винтовка называлась самострельной.

В более позднее время при специальном проектировании таких винтовок их называли просто автоматическими, а образцы, в которых автоматизм используется только для перезаряжания оружия — самозарядными. Сейчас же о них идет речь как об автоматическом оружии. Данное направление развития индивидуального оружия давало преимущество в первую очередь в существенном увеличении скорострельности по сравнению с системами, перезаряжаемыми вручную.

Начиная с кремневого гладкоствольного ружья, заряжаемого с дула, до появления 3-линейной магазинной винтовки системы Мосина образца 1891 года скорострельность этого типа оружия увеличилась от 1 до 12 выстрелов в минуту, а с появлением автоматической (самозарядной) винтовки она сразу возросла почти вдвое — до 20–25 выстрелов в минуту. Это создавало возможность увеличения плотности огня пехоты в таких же пределах, независимо от характера боевых действий — оборонительных или наступательных, без увеличения количества стрелков, как это было раньше, что, в свою очередь, способствовало уменьшению людских потерь воюющей армии.

Автоматическое перезаряжание оружия, в отличие от ручного, способствовало сохранению сил стрелка для ведения продолжительного огня, а в системах, построенных на принципе подвижного ствола, было и меньшее ощущение отдачи оружия в результате ее частичного поглощения сжимающимися возвратными пружинами. Считалось, что в самострельном варианте винтовки это должно положительно сказываться и на устойчивости оружия в руках стрелка при скоростной стрельбе.

Возражения в отношении введения автоматических винтовок обосновывались увеличением расхода патронов, сложностью конструкции, затрудняющей производство этого оружия на заводах и усложняющей обучение стрелка. И самое главное — это необходимость более тщательного ухода за оружием, без которого винтовка может давать большое количество задержек. В отношении расхода патронов уместно привести обобщенные данные В.Г. Федорова по двум минувшим войнам, которые вела Россия.

За всю русско-турецкую войну 1877–1878 годов Русской армией было израсходовано всего 16 млн патронов, а за один Ляоянский бой в русско-японской войне их было выпущено 80 млн. Средний расход на одну винтовку в этих войнах составлял соответственно 47 и 880 патронов.

Сложно объяснить причину столь большой разницы в приведенном расходовании патронов и в какой мере это было связано с появлением во второй войне автоматического оружия, но в любом случае увеличение нормы расходования патронов никогда не было основанием для отказа от более совершенного оружия. Мероприятиями, предупреждающими патронный «голод» в этих случаях были: увеличение боекомплекта патронов, хранящегося в запасе, и повышение производительности патронных заводов; правильная организация подвоза патронов, а также конструкторские работы по уменьшению не только веса патронов, но и оружия в целях обеспечения возможности увеличения носимого боекомплекта патронов.

Несомненным был тот факт, что все сложности, могущие возникнуть при эксплуатации автоматической винтовки, в том числе и связанные с увеличением расходования патронов, с избытком окупались выгодами боевого применения такого оружия.

Позднее в связи с появлением легкого оружия более эффективного массового огня (ручных пулеметов), чем его могут обеспечить автоматические винтовки самозарядного типа, и усилением тенденции дальнейшего развития этого оружия замечено некоторое понижение интереса армии к автоматической винтовке, а также временный спад активности в ее конструкторских разработках.

В середине 80-х годов XIX века Хирам Максим, наряду с образцом, имеющим подвижный ствол, проверяет своеобразную схему винтовки, автоматизм работы которой основан на использовании энергии отдачи всего оружия. В прикладе винтовки смонтирован специальный рычаг, упирающийся в плечо стрелка. После каждого выстрела он утапливается внутрь приклада и, взаимодействуя с рычагом затвора, открывает его. Возвращение в исходное положение происходит под действием пружины. Как и при подвижном стволе, опыт не дал положительных результатов.

Кроме системы Максима оружейная история знает и другие опытные образцы автоматических винтовок с подвижным стволом, в том числе и такие (системы Браунинга, Манлихера и др.), в которых ствол при выстреле откатывается назад на величину 8-10 мм вместе со ствольной коробкой и сцепленным с ним затвором, после чего происходит отпирание ствола и возврат его в исходное положение.

У австро-венгерского конструктора Манлихера был вариант винтовки со свободным стволом, двигающимся при выстреле вперед в особом кожухе под действием силы врезания пули в нарезы до полного обнажения гильзы для ее экстрактирования и производства перезаряжания. Винтовка была не полного автоматического действия, взведение курка требовалось делать вручную. Использовать работу газов, отводимых из ствола через боковые отверстия, для автоматического перезаряжания впервые предложили братья Клер во Франции.