Выстрел производился с закрытого затвора. Для производства выстрела следовало поднять предохранитель и нажать на спусковой рычаг. При этом спусковая тяга отходила назад, оттягивая хвост нижнего спуска, который отпускал лодыжку. Боевая пружина посылала вперед ударник, его боек проходил через отверстие в личинке и воспламенял капсюль — патрона, происходил выстрел. Под действием отдачи замок стремился отойти назад и передавал давление шатуну и мотылю. Последние составляли угол, обращенный вершиной вверх, и упирались своим шарниром в выступы рамы. В результате подвижная система — рама с замком, рычагами и стволом — двигалась назад. После прохождения подвижной системой примерно 20 мм рукоятка набегала на неподвижный ролик короба, поднималась и поворачивала мотыль вниз — система рычагов распрямлялась, и замок теснее прижимался к каналу ствола. Копирная поверхность рукоятки была спрофилирована таким образом, чтобы отпирание канала ствола не происходило до вылета из него пули, — соответственно, к точности исполнения профильной кривой рукоятки и ее устойчивости к износу предъявлялись особые требования (рукоятка изготавливалась из закаленной стали и шлифовалась на специальном приспособлении). После вылета пули пороховые газы попадали в надульник и давили на передний срез ствола, придавая подвижной системе дополнительный импульс. Масса ствола — 2,105 кг, общая масса подвижной системы — 4,368 кг. Конструкция надульника русского образца была разработана Жуковым и доведена Пастуховым. Отходя назад, ствол открывал поперечные отверстия надульника, и излишние пороховые газы сбрасывались через них в атмосферу. Рукоятка, поворачиваясь далее, вызывала складывание рычагов вниз и отход замка от ствола. При этом рукоятка играла также роль ускорителя замка, передавая ему большую часть кинетической энергии отката и тормозя раму со стволом. Откат ствола составлял до 26 мм, а замка относительно ствола — до 95 мм. Личинка замка извлекала из патронника стреляную гильзу, удерживая ее за закраину. При опускании шатуна трубка замочных рычагов давила на хвост лодыжки, последняя поворачивалась и взводила ударник. Подъемные рычаги поднимали личинку, которая захватывала очередной патрон из продольного окна приемника за закраину гильзы. При дальнейшем движении системы назад изогнутые пластинчатые пружины на внутренней стороне крышки короба опускали личинку замка, при этом извлеченный из ленты патрон оказывался напротив патронника ствола, а извлеченная из патронника стреляная гильза — напротив гильзоотводной трубки. В то же время коленчатый рычаг отводил ползун подающего механизма вправо, и пальцы ползуна заскакивали за очередной патрон в приемнике. При описанном повороте рукоятки цепочка наматывалась на барабан и растягивала возвратную пружину. Согласование движения ствола и замка достигалось регулировкой величины натяжения возвратной пружины с помощью особого винта с воротом.
Работа системы автоматики пулемета «Максим»: А — подвижная система в крайнем переднем положении перед выстрелом, Б — подвижная система в крайнем заднем положении, В — окончание цикла перезаряжания;
Схема работы внутренних частей затвора (замка):
Схема подачи ленты:
В конце поворота рукоятка перезаряжания ударялась о ролик своим коротким концом и получала импульс обратного движения. В результате под действием возвратной пружины подвижная система начинала движение вперед. При этом замок досылал очередной патрон в патронник, а стреляную гильзу — в расположенную под стволом гильзоотводную трубку, откуда она выталкивалась наружу следующей гильзой при следующем цикле автоматики. Коленчатый рычаг подавал ползун влево, и тот своими пальцами продвигал очередной патрон к продольному окну приемника. При повороте мотыля и шатуна вверх трубка замочных рычагов поднимала хвост верхнего предохранительного спуска. После того как боевая личинка вставала своим отверстием напротив бойка ударника, верхний спуск поднимался и отпускал ударник. Если при этом спусковой рычаг был по-прежнему нажат, происходил выстрел. К этому времени канал ствола уже был надежно заперт. В случае поломки боевой пружины ее обломки извлекались через дно короба.