M2的.50BMG弹药由美国温彻斯特连发武器公司开发，主要是对抗第一次世界大战时德国的13毫米口径反坦克步枪弹药。为了赶进度，设计师勃朗宁(1855～1926)和温彻斯特公司的技术人员合作，在M1917式勃朗宁重机枪的基础上研制成12.7mm口径机枪。M2式勃朗宁大口径重机枪其实是M1917式勃朗宁重机枪(7.62mm口径)的放大版，于1921年正式定型，列为美军的制式装备。美军当时命名为M1921，装有水冷散热装置，该枪增加了一个液压缓冲器，以吸收过大的枪管后坐力，并且液压缓冲器内油的流量可调，射速随着流量可变;为了防止走火，增加了后阻铁;为了便于双手操作，去掉了小握把，改为装在机匣后方的双握把。1920年代开发防空及反装甲用途，研制成第一挺气冷式12.7mm口径重型机枪。1932年，美军对M1921进行改进后正式被命名为M2，换成质量小的带气冷式枪管。当时为解决持续射击枪管容易过热的问题于1933年又研制出了带重枪管的M2式机枪，称为M2HB式，后来更推出了可快速更换枪管的M2QCB及轻量版本，一直沿用至今。