В 1963 г. доработанная М16 получила индекс XM16E1, прошла серию полевых испытаний и в том же году была принята на вооружение как новая винтовка армии США — М16А1.
Винтовка М16А1 отличалась от М16 доработанной затворной группой, дающей меньше осечек, наличием механического досылателя патрона и усиленной шахтой приемника магазина.
Также к М16А1 начали поставлять не только уже знакомые солдатам магазины на 20 патронов, но и новые магазины повышенной вместимости на 30 патронов. Винтовку М16А1 заменили новой моделью в 1984 г. в Корпусе морской пехоты и годом позже — в армии США. В армии Израиля М16А1 стоит на вооружении вспомогательных подразделений до сих пор.
Один из прототипов штурмовой винтовки М16А1Е1.
Штурмовая винтовка M16A2.
Винтовка марксмена М16А2Е3.
Легкий пулемет поддержки XM16M2HB.
Как ни хороша была М16А1, но и ей потребовалась замена. В течение 1970-х годов фирма Colt разрабатывала новый вариант винтовки М16; в начале следующего десятилетия для войсковых испытаний была выпущена опытная партия винтовок М16А1Е1. Новая винтовка отличалась от М16А1 новой ствольной коробкой, новой ручкой для переноски, отражателем гильз, позволившим без ограничений применять винтовку и правшам, и левшам, возможностью настройки диоптра по горизонтали, что, в свою очередь, давало возможность более точно пристрелять оружие и при необходимости быстро вносить боковые поправки. Были и другие изменения: винтовка стала немного длиннее, а форма цевья изменилась с треугольной в сечении на круглую.
Сразу после выпуска опытной партии винтовок, рассчитанных на применение патрона М193, на снабжение войск НАТО был принят новый патрон того же калибра — М855. Пуля М855 требовала изменения нарезов, поэтому военное руководство Соединенных Штатов решило не спешить с принятием на вооружение М16А1Е1, а доработать ее.
В 1984 г. на вооружение Корпуса морской пехоты США поступает новая винтовка — М16А2. По заказу морпехов в винтовках был предусмотрен вариант непрерывного огня вместо фиксированной очереди по 3 патрона.
В следующем, 1985 г. М16А2 принимается на вооружение армии США; армейский вариант допускает ведение огня одиночными выстрелами и фиксированным очередями по 3 патрона.
Новая винтовка получилась более чем удачной — через неполные 10 лет ею были вооружены армии почти половины земного шара.
Кроме стандартного варианта, выпускались также модификации М16А2:
— М16А2Е2 — тяжелая штурмовая винтовка с интегрированным подствольным гранатометом М203;
— М16А2Е3 — винтовка марксмена с тяжелым стволом повышенной кучности и регулируемым прикладом;
— М16А2Е3HBAR — винтовка с тяжелым стволом и функцией автоматического огня. Данная модификация используется как легкий пулемет поддержки и оснащается 100-патронным шнековым магазином.
В 1994 г. появились новые винтовки серии М16 — М16А3 и М16А4.
Главным отличием новых моделей от М16А2 стало появление направляющей для крепления разнообразных прицельных приспособлений на ствольной коробке. Теперь появилась возможность использовать все стандартные прицелы с креплением на планку Пикаттини, принятые в странах НАТО, или оставить привычную ручку для переноски с открытыми прицельными приспособлениями.
Штурмовая винтовка M16A3.
Штурмовая винтовка M16A4.
Штурмовой карабин М4А1.
Штурмовой карабин M4A1.
М16А4, как и М16А2, может стрелять непрерывно или фиксированными очередями по 3 патрона, но отличается от последней новым оформлением. Теперь на цевье винтовки можно было прикрепить тактический фонарь, лазерный целеуказатель и другие приспособления.
М16А3 внешне мало отличается от М16А2, но может вести огонь одиночными выстрелами и непрерывно.