По совету главного конструктора И. В. Долгушева отработкой техдокументации опытного образца занимался молодой ковровский конструктор Александр Алексеевич Зайцев. Демобилизовавшись из армии после советско-финляндской войны, он начал работать в отделе главного конструктора предприятия. Это был высокопрофессиональный, скромный и порядочный человек. Улыбчивый, но при этом несколько скрытный. На войне был радистом в армейской разведке, дважды ранен. Так случилось, что после второго ранения родня его уже оплакала и отпела. Парень с такой закалкой не мог подвести. Михаил быстро нашел общий язык со своим помощником. Обращались они друг к другу только по имени. Для работы над чертежами был также привлечен конструктор Пискунов, впоследствии переведенный в Подольск.
«Ознакомив меня с 7,62-мм карабином под патрон образца 1943 года и общим видом спроектированного им автомата, Михаил Тимофеевич поставил передо мной задачу по проработке технического проекта и разработке полного комплекта технической документации на 7,62-мм автомат для изготовления опытного образца и испытания его на заводе. Затем, после доработки документации по результатам заводских испытаний, предстояло изготовить еще два образца для испытаний на полигоне. Все это надо было выполнить до конца 1946 года».
Времени было в обрез, работать приходилось очень напряженно, часто круглосуточно, не выходя с завода. Через месяц все чертежи технического проекта были выданы на-гора. После этого опытный цех приступил в ноябре к сборке образцов. В архиве М. Т. Калашникова хранится любопытная справка № 5043, выданная ему 10 ноября 1946 года начальником отдела изобретательства Министерства Вооруженных сил инженер-полковником В. В. Глуховым, в том, что он за внесенное ценное изобретательское предложение в области артиллерийского вооружения приказом командующего артиллерией Красной армии Главного маршала артиллерии тов. Воронова Н. Н. от 4 ноября 1946 года награжден денежной наградой в сумме 1500 рублей.
В заводских испытаниях участвовали М. Т. Калашников и слесарь-отладчик Б. П. Мариничев. Руководствовались основными требованиями ГАУ, как главного заказчика, и сосредоточили внимание на кучности боя, весе и габаритах оружия, на его безотказности в работе, живучести деталей и простоте устройства автомата.
В ноябре 1946 года началась сборка первых образцов автомата. Изготовили пять: три — с деревянным прикладом и два — с откидным металлическим. Собирал оружие один из лучших слесарей Ковровского завода Александр Махотин. Образцы получили названия АК-1 и АК-2. Они поступили на полигонные испытания, имея на ствольной коробке клеймо «АК-46», и были пронумерованы: «№ 1», «№ 2» и «№ 3». Отличия между вторым и третьим образцами были невелики — у третьего складывающийся приклад и, соответственно, чуть уменьшенные габариты. А особенности образцов № 1 и № 2 уже в наши дни проанализировал военный журналист Виктор Мясников:
«В первую очередь эти образцы надо сравнить с самозарядными карабинами Калашникова, поскольку из них многое перешло в новую конструкцию. Прежде всего, автоматика работает точно так же за счет отвода части пороховых газов через отверстие в стенке ствола при коротком ходе поршня. Практически без изменений перешел в автоматы узел запирания с поворотным затвором. Высокое основание мушки тоже на месте, практически без изменений остался целик с шагом установки дистанции от 100 до 800 метров. Как и у карабина образца 1945 года, ствольная накладка открыта снизу, что позволяет снимать ее без извлечения поршня. Здесь же два флажка-переключателя — предохранитель и переводчик огня с автоматического на одиночный. Изменилась компоновка: вместо цельной деревянной ложи теперь раздельные элементы удержания — приклад, пистолетная рукоятка и цевье. Крышка ствольной коробки теперь уже традиционно для Калашникова фиксируется выступающим хвостовиком стержня возвратной пружины. Но крышка сделана цельной со ствольной коробкой. Поэтому при разборке автомат размыкается на две части: одна — это ствол с цевьем, ствольной коробкой и гнездом для магазина; другая — спусковая коробка с прикладом, пистолетной рукояткой и спусковой скобой. Соединяются между собой ствольная и спусковая коробки чекой в виде штырька, проходящего насквозь стенки обеих коробок в районе магазинного гнезда.
Для уменьшения подбрасывания ствола автомата при стрельбе очередями в стволе за основанием мушки просверлены шесть отверстий, по три с каждой стороны. Еще два отверстия, служащие для сброса пороховых газов, имеются на газовой трубке. Под стволом автомата крепится шомпол. Защелка магазина находится перед спусковой скобой.