Проектирование первого советского крупнокалиберного пулемета было поручено конструкторам Тульского оружейного завода. Представленный ими опытный образец пулемета П-5 (пулемет 5-линейный) на испытаниях получил отрицательную оценку, так как надежность работы его автоматики оказалась неудовлетворительной, а темп стрельбы недостаточно высок. Кроме того, выяснилось, что мощность английского патрона не обеспечивает надежное поражение брони танков того времени.
По результатам испытаний Патронно-трубочному тресту было поручено разработать 12,7 мм патрон повышенной мощности, Тульскому оружейному заводу предложено доработать пулемет, к работам по созданию пулемета подключили Ковровский союзный завод № 2.
Спроектированный Патронно-трубочным трестом патрон был принят на вооружение и получил обозначение «12,7 мм патрон с бронебойной пулей обр. 1930 г. (Б-30)». Он имеет гильзу длиной 108 мм и снабженную стальным сердечником бронебойную пулю массой 48 г. На дальности 500 м пуля патрона Б-30 пробивает установленную вертикально броневую плиту толщиной 15 мм. Впоследствии были разработаны также 12,7 мм патроны с бронебойно-зажигательной пулей обр. 1932 г. (Б-32) и с бронебойно-зажигательно-трассирующей пулей (БЗТ).
Пулемет под патрон Б-30 в Коврове разрабатывал на базе своего ручного пулемета ДП В. А. Дегтярев. Первый опытный образец пулемета был изготовлен в 1930 г., его исытания проводились в 1931 г. одновременно с испытаниями пулемета системы Dreyse Тульского оружейного завода и пулемета системы Browning. Пулемет системы Дегтярева оказался лучшим. В 1933 г. его запустили в мелкосерийное производство под обозначением ДК (Дегтярева, крупнокалиберный). Впрочем, ДК выпускался сравнительно недолго – уже в 1935 г. его сняли с производства из-за низкого темпа стрельбы (до 350 выстр/мин) и малой боевой скорострельности, обусловленной применением громоздких 30-зарядных дисковых магазинов конструкции А. С. Кладова.
Недостатки ДК удалось исправить конструктору Г. С. Шпагину. Он предложил новую ленточную систему питания с приемником барабанного типа. Испытания усовершенствованного пулемета проводились в апреле 1938 г. По их результатам 26 февраля 1939 г. пулемет был принят на вооружение Красной армии под обозначением «12,7 мм станковый пулемет обр. 1938 г. (ДШК)». Ему присвоен индекс ГАУ 56-П-542.
Как и базовая модель – ручной пулемет ДП, крупнокалиберный пулемет ДШК имеет газоотводную автоматику, действующую следующим образом. При выстреле часть пороховых газов, следующих по каналу ствола за пулей, после прохождения пулей газоотводного отверстия в стволе устремляется в канал газовой каморы и, действуя на газовый поршень, толкает его назад. Затворная рама, соединенная со штоком поршня, также отходит назад, увлекая назад сначала ударник затвора, а затем затвор, и сжимает возвратно-боевую пружину. Движение затвора назад начинается после того, как его боевые упоры выйдут из-за боевых уступов ствольной коробки и полностью войдут в боковые выемы остова затвора после выхода утолщенной части ударника из затвора назад.
Сведение боевых упоров происходит в результате действия скосов фигурного паза затворной рамы на нижние выступы боевых упоров. После полного выхода боевых упоров из-за боевых уступов ствольной коробки затвор отводится затворной рамой назад. По пути движения назад затворная рама рукояткой поворачивает рычаг рамы вместе с его осью. Ось рычага рамы своим выступом поворачивает рычаг ползуна, соединенный с ползуном. Ползун отходит влево, а верхние пальцы заскакивают за очередной патрон. При движении затворной рамы назад ползун передвигает ленту в приемник на один патрон.
Возвращение подвижной системы в крайнее переднее положение происходит под действием возвратно-боевой пружины.
При движении вперед затвор досылателем натыкается на очередной патрон в продольном приемном окне приемника и досылает его в патронник. Заняв крайнее переднее положение, затвор останавливается, а затворная рама вместе с ударником продолжает двигаться вперед. Утолщенная часть ударника разводит в стороны боевые упоры, а последние своими концами входят в боевые уступы ствольной коробки. Этим достигается полное и надежное запирание канала ствола в момент выстрела.
Продолжая двигаться вперед, ударник ударяет по бойку, боек выходит из канала затвора и разбивает капсюль патрона. Происходит выстрел.
Если крючки спускового рычага нажаты, то цикл работы автоматики повторяется.
При этом, в зависимости от характера целей стрельба ведется короткими очередями (5–10 выстрелов), длинными очередями (15–20 выстрелов) и непрерывным огнем.
Темп стрельбы составляет 550–600 выстр/мин, боевая скорострельность достигает 80 выстр/мин.
Дальность действительного огня из пулемета по огневым точкам – 1500 м; по целям, прикрытым легкой броней, не превышающей 10 мм, – 800 м и по самолетам – 1 600 м.
Прицельная дальность при стрельбе из пулемета по наземной цели – 3500 м. Предельная дальность полета пули – около 7000 м.