AR-15半自动步枪是阿玛莱特公司于1950年所发明设计的。

柯尔特进一步完善了AR-15的设计，并开始向军方高层发起游说工作。美国陆军在1962年、1963年两次复试AR-15，两次都否定AR-15。但是经过努力，国防部决定对AR-15和M14进行一次效费比试验。试验记录证明AR-15确实胜过M14。

1963年11月，陆军订购了85,000支XM16E1作为实验用途提供部队试用，而空军另外订购了19,000支。同时，陆军正在进行另一项计划，轻武器系统（SAWS），目标是近期适合一般陆军使用的武器。他们强烈建议立即采用这种武器，这其实是变相抵制AR-15。

1962年，被划分为军用武器。（最初分发到美国空军）。

1963年末，空军正式接收第一批XM16。（在当时已经有非正式地称呼这种枪为M16）。

1964年2月，空军将AR-15正式命名为美国5.56毫米口径M16步枪。空军的M16与陆军的XM16E1是不同的，后者具有复进助推器。空军的M16只是对AR-15进行小改动。

1967年，改进后发展成为M16A1。

1994年，美国国会通过了《公共安全和娱乐枪支使用保护法》(PublicSafetyandRecreationalFirearmsUseProtectionAct)，这是一项联邦攻击性武器禁令，禁止生产100多种民用枪支，其中包括AR-15。该禁令于2004年到期，因为国会未能获得足够的选票来延长该禁令。

注：M16A1为M16系列中装备美国陆军的主要型号。M16和M16A1的主要区别是：M16A1的枪栓的右侧有锯齿并且有向前辅助部件，突出于机匣上方，如果复进弹簧失效可以强制枪栓归位。当有污垢的子弹或枪膛产生很大的摩擦阻力时，射手可以借助向前辅助部件关闭枪栓。

M16 (AR-15)使用直接推动机框的直接导推式原理，枪管中的高压气体从导气孔通过导气管直接推动机框，而不是进入独立活塞室驱动活塞。高压气体直接进入枪栓后方机框里的一个内室，将机框带动枪机后退。这使得单独的活塞室和活塞不再必要，从而减少了移动部件的数量。在快速射击中这也通过保持往返运动的部件与枪膛在同一直线上而提供更好的性能。

M16是世界上最普遍生产的5.56×45毫米步枪。当前，M16/M4系统在15个北约国家和全世界80多个国家使用。美国和加拿大（迪玛科C7）总共生产了8000000支枪，大概有90%还在使用。

在美国，M16主要用来替换M14自动步枪步枪以及M1卡宾枪来作为标准步兵武器，以及某些情况下白朗宁自动步枪的替代。

2024年7月13日下午，特朗普在宾夕法尼亚州举行竞选集会发表演讲时，现场响起枪声。两名美国执法人员称，从一名死亡白人男性身上搜出一支AR-15型半自动步枪，并认为该男子就是特朗普集会枪击事件的枪手、并且已被击毙。特朗普在其社交媒体平台上发文称，他的右耳上部中枪，感觉像子弹穿过了皮肤。