Одна из попыток совместить плотность ружейного огня с защищенностью и подвижностью. «Батарея», запатентованная американцем Дж. Эндрюсом в самом начале гражданской войны в США, в 1861 г., должна была нести ряд крупнокалиберных ружей и множество пик, бронированную кабину для стрелка и толкаться вперед лошадью.

В 1865 г. на стальных казнозарядных пушках Круппа появился клиновый затвор. Во Франции Т. де Болье предложил тип поворотного поршневого затвора, принятый сначала для морских, а затем и для других типов орудий (крепостных, осадных, береговых, полевых). Широкое введение стальных нарезных стволов, быстро действующих затворов, удлиненных стальных и чугунных снарядов с медными ведущими поясками, металлических гильз для зарядов заложило основы новой артиллерии — скорострельной и дальнобойной.

Значительное влияние на развитие артиллерии оказала Франко-прусская война 1870–1871 гг., когда свое превосходство показали крупповские стальные казнозарядные пушки. В России инженер B.C. Барановский заложил принципы создания новой скорострельной артиллерии, разработав в 1872–1875 гг. орудие, сочетавшее стальной ствол, унитарный патрон, затвор с ударным механизмом и «упругий лафет» с противооткатными устройствами, поглощавшими часть энергии отдачи. Отметим и оптический прицел орудия. Но только в 1890-е годы, когда введение унитарных патронов с металлической гильзой и бездымных порохов сделало качественное увеличение скорострельности насущной реальностью, конструкторы широко обратились к принципам «упругого лафета», разделив лафет на станок и люльку, соединявшую станок со стволом через противооткатные устройства (тормоз отката и накатник). Профессор Михайловской артиллерийской академии А.В. Гадолин проделал большую работу по совершенствованию стальных орудий, развил теорию скрепления стальных стволов.

В 1860-е годы начинается распространение в армиях и казнозарядного стрелкового оружия. Появление унитарных винтовочных патронов с металлической гильзой и прочных стальных стволов способствовало быстрому его прогрессу. Первой войной, в которой широко применялось казнозарядное оружие под унитарный патрон, стала Гражданская война в США 1861–1865 гг. Стремление увеличить скорострельность, используя только мускульную энергию стрелка, породило не только ранние магазинные системы, но и многоствольные рукояточные «картечницы» или «митральезы» ружейного калибра, впервые использованные в той же Гражданской войне в США. Картечницы привлекли широкое внимание после Франко-прусской войны 1870–1871 гг., поступили на вооружение в ряде стран, но успех имели ограниченный и остались оружием «промежуточным» между магазинным (получившим стремительное развитие в 1870—1890-е годы) и автоматическим. Настоящий путь к автоматизации оружия был найден в использовании для перезаряжания энергии пороховых газов выстрела. Первый патент на автоматическое орудие с использованием энергии отдачи взял Г. Бессемер в 1855 г., ряд изобретателей получили патенты на автоматическое оружие в 1860 — 1880-е годы (Пилон в 1863 г., Куртис в 1866 г., Люце в 1874 г., Бэйлей в 1876 г., Крнка в 1884 г., Маннлихер в 1885 г., Рудницкий в 1887 г., братья Клэр в 1888 г. и др.), но не смогли их реализовать. Первым достиг существенного успеха американский изобретатель и предприниматель Хайрем Стевенс Максим, представивший в 1884 г. первый образец автоматического пулемета своей системы, а в 1887-м — новую, более совершенную конструкцию.

Пулеметный взвод русской армии с «ездящими» пулеметами Максима, направленный в 1904 г. в Маньчжурию.

Проект времен Гражданской войны в США — подвижная скорострельная «паровая пушка» с бронещитом, предложенная известным конструктором паровых машин Р. Виннерсом.

Между тем благодаря введению бездымных порохов началась новая эпоха. В появлении бездымных порохов, а также новых бризантных взрывчатых веществ, как, кстати, и в исследовании углеводородного топлива, важную роль сыграла нарождающаяся органическая химия. Основные надежды изначально возлагали на пироксилин — «взрывчатый картон», или «огнестрельную бумагу», как его называли. В 1845 г. И.Ф. Шейнбейн в Швейцарии и А.А. Фадеев в России начали изучение возможностей использования пироксилина в военном деле. В 1868 г. свой вариант пироксилинового пороха создал в Германии Шульце. Неустойчивость пироксилина, его способность к самовоспламенению делало такие пороха слишком опасными. Стабильный вариант пироксилинового пороха создал французский химик Поль-Мари Эжен Вьель в 1884 г., синтезировав его из желатинизированного пироксилина. В 1847 г. А. Собреро в Италии получил жидкий нитроглицерин, в 1854 г. Н.Н. Зинин в России предложил использовать нитроглицерин во взрывчатых веществах. Но только в 1889 г. в Англии Абель и Дьюар впервые получили нитроглицериновый порох. В 1891 г. под руководством Д.В. Менделеева в России создали свой пироколлоидный порох. Бездымный порох позволил резко повысить начальные скорости снарядов и пуль, возросла настильность стрельбы, скорострельность, обзор на поле боя стал яснее, управление огнем устойчивее. В отношении полевых орудий появилась возможность получить необходимую мощность и дальнобойность, одновременно ограничивая калибр и массу.

Наряду с новыми метательными взрывчатыми веществами одно за одним появляются новые мощные вещества бризантного (дробящего) действия — мелинит, аммотол, аммонал, ксилил, тротил и др., заменяющие порох в артиллерийских и инженерных боеприпасах.

После введения бездымных порохов стали множиться системы автоматического оружия. Пулемету суждено было кардинальным образом изменить облик войны, да и танки своим появлением во многом обязаны именно широкому применению пулеметов. «Максим» занял прочные позиции, но уже получил сородичей — появляются пулеметы Маннлихера 1885 г., «Кольт» 1895 г., «Гочкис» 1897 г., «Шкода» 1893 г., «Шварцлозе» 1902 и 1905 гг., ручной «Мадсен» 1900 г.

Скоро возникает мысль придать новому оружию «подвижность», превосходящую пехотную. Вслед за опытными кавалерийскими и велосипедными установками появились автомобильные — в частности, в США в 1889 г. полковник Р. Дэвидсон предлагает ставить пулемет на автомобиль. С 1904 г. французская «Панар-Левассор» выпускает автомобиль «Панар-Жанти» с установкой пулемета «Гочкис». Идея боевой колесницы выходит на новый уровень.

Еще одна попытка поместить оружие, стрелка и лошадь за броневым щитом — проект изобретателя С. Апостолова (Бердичевского) от 1905 г.

Проекты «самодвижущихся батарей» и «блиндированных» колесниц появлялись все чаще. Пример тому — «подвижная батарея Смита» в Англии с защитой от артиллерийского огня (очевидно — картечного). В 1856 г. в России некий «титулярный советник Е.Е.», видимо, под впечатлением событий Крымской войны и применения британцами паровых тракторов («дорожных локомотивов»), подал предложение «пускать в неприятельские ряды локомотивы, окруженные цельною высокою и толстою чугунной стеной», на широких колесах, причем его «оружие должно стрелять залпами посредством особой машины». Большинство подобных проектов оставалось без последствий. Некоторые — как паровая «полевая локомобильная батарея» Джеймса Коуэна (1885 г.) — даже строились, но не прошли испытания и не вызвали интереса специалистов в силу не только своего несовершенства, но и отсутствия явной потребности в подобных боевых средствах. «Батарея» Коуэна представляла собой шлемообразный корпус, водруженный на паровую повозку с четырьмя ведущими и одним поворотным колесами, причем ведущие колеса должны были иметь «башмаки» по типу трактора Бойделла. В амбразурах корпуса крепились 8 малокалиберных пушек, а снизу корпуса выступали 4 вращающихся серпа-ножа — этакое сочетание эскизов «колесниц» Леонардо да Винчи.