В 1954 г. главный конструктор фирмы «Армалит дивижн» Ю. Стонер представил первый прототип разработанной им 7,62-мм автоматической винтовки AR-10 под патрон .30-06 (7,62x63). Следующий прототип был рассчитан уже под патрон 7,62x51 НАТО. Планировалось представить AR-10 для конкурса на «единую винтовку НАТО» (так и не принесший результатов).

В 1978 г. началась программа PIP модернизации М16А1. Под новый 5,56x45 НАТО (американское обозначение М855) была разработана новая модель М16А2, принятая на вооружение в 1982 г. Первые поставки в корпус морской пехоты США начались в 1984 г., в армию — в 1985 г.
Главные отличия М16А2 («Модели 701» по обозначению «Кольт»): для повышения точности стрельбы установлен отяжеленный ствол длиной 510 мм. с более толстыми стенками и большей крутизной нарезов; длина хода нарезов уменьшилась с 305 мм до 178 мм. что дало возможность также использовать удлиненные пули (например, трассирующую с увеличенным зарядом трассера), не снизив, а, наоборот, повысив их устойчивость; изменена конструкция дульного тормоза-компенсатора-пламегасителя; переводчик выполняется в варианте одиночный огонь/ огонь фиксированными очередями; установлен ночной прицел на 800 м, с регулировкой в двух плоскостях; усилена ствольная коробка, цевье треугольного сечения заменено «круглым» (по типу карабина М655), изменена форма пистолетной рукоятки; изменена технология производства ряда деталей.

Опыт применения винтовки М16А1 во Вьетнаме доказал необходимость создания компактного образца для использования в специфических условиях, который при размерах пистолета-пулемета обеспечивал бы поражающее действие штурмовой винтовки на соответствующих дальностях. Фирмой «Кольт» была разработана модификация модель 609, получившая название «Кольт Коммандо» и использовавшаяся во Вьетнаме под обозначениями ХМ 177 (в ВВС), ХМ177Е1 и Е2 (в Армии). Название «Кольт Коммандо» объединяло серию карабинов с длиной ствола от 254 до 368 мм. Был усилен пламегаситель (его длина достигла 102 мм), установлен трубчатый телескопический приклад регулируемой длины (4 фиксированные установки), округлое» цевье из симметричных половин.
«Кольт Коммандо» поставлялся на вооружение подразделений специального назначения; вариант без приклада выпускался как оружие самообороны экипажей вертолетов и бронемашин. «Кольт» снижающий уровень звука на 32 Дб. М4 используется в США, в Канаде (С8) и других странах.

Этот автомат создай на базе штурмовой винтовки М16А1 специально для установки в шаровых опорах БМП М2 «Брэдли» для ведения огня десантом. От базовой винтовки М231 отличают укороченный тяжелый ствол, измененная конструкция затвора, верхняя рукоятка перезаряжания, отсутствие цевья, выдвижной проволочный приклад, гильзоулавливатсль. Тяжелый ствол М231 позволяет вести огонь длинными очередями с темпом до 1300 выстр./мин, что повышает вероятность попадания по точечным целям на дальностях до 250 м. Выдвижной приклад обеспечивает больший простор для действия автоматом внутри корпуса БМП.