负责弹药开发工作的温彻斯特公司当时正忙于调整M1伽兰德步枪的生产线，因此在1941年5月进行的第一次对比试验中未能及时提交自己的产品。经过5月份的初步射击试验后，美国陆军放弃了连发发射的要求。到9月份第二次对比试验前，温彻斯特公司提交了他们的半自动轻型步枪。1941年9月30日，选型委员会的报告书认为温彻斯特公司的样枪最适合。该设计方案于1941年10月正式定型，并命名为“M1 0.30英寸(7.62mm)卡宾枪”。
M1卡宾枪的开发小组由温彻斯特研究所所长爱德温·巴格丝雷领导，他从公司外请来了北卡罗来纳州的大卫·马绍尔·威廉姆斯(David Marshall Williams)，此人曾一度被认为是13天内设计了卡宾枪的天才设计师，更被人称为 “卡宾威廉姆斯”。
威廉姆斯在1921年因为私自酿酒(当时美国正在禁酒)而被捕，逮捕过程中一名县警中枪身亡，法庭在证据不足的情况下把威廉姆斯关进监狱。当时典狱官并不相信威廉姆斯有罪，而且还认为他有轻武器设计方面的才能，因此允许威廉姆斯在监狱的工作室里利用废弃钢材设计步枪，而且还在监狱内试射成功。典狱官与天才犯人之间的友谊经过媒体报道而轰动了北卡罗来纳州，法庭重新审理了威廉姆斯的案件，终于查清是另一名县警开枪时误击同伴。威廉姆斯在服完非法酿酒的刑期后于1929年出狱，并继续进行枪械设计的工作。传奇性的故事总是令人津津乐道，所以经过新闻媒体渲染后许多人都以为M1卡宾枪是威廉姆斯设计的，但事实上M1卡宾枪的原型是温彻斯特研究所以前设计过的一种猎用卡宾枪的方案，该方案原本已经被弃用，现在由于时间紧迫而重新拿了出来，并采用了威廉姆斯在狱中所设计的短行程活塞导气系统。
M1卡宾枪定型后，接下来就是要尽快把大量的卡宾枪交到部队手上，因此美国政府指定了9个生产承包商，包括温彻斯特公司、通用汽车公司内陆制造分公司(Inland Man u fac tur ing Division, G.M.C.)、安德伍德-艾略特-费舍尔公司(Underwood-Elliot-Fisher Co.)、通用汽车萨其诺舵机分公司(Saginaw Steer ing Gear Div., G.M.C.)、国家邮政仪表公司(National Postal Meter Co.)、柯立蒂五金机械公司(Quality Hard ware & Machine Co.)、国际商用机器公司(IBM)、标准件公司(Standard Prod ucts Co.)和洛克-奥拉公司(Rock-Ola Co.)。第一批M1卡宾枪于1942年6月交货，由于交付数量已经满足要求，因此除了通用汽车公司内陆制造分公司和温彻斯特公司外，其他承包商的生产合同在1944年中期被取消，而这两家公司也在1945年8月停止了卡宾枪的生产。在这38个月内，一共生产了 600多万支卡宾枪，包括原型M1卡宾枪和M1A1、M2、M3等变型枪。内陆制造公司的产量最大，占总数的43%，而温彻斯特公司的产量只占13.5%，其他公司都不超过10%。
1942年初，美国陆军的空降部队要求开发一种能折叠枪托以缩短全枪长度，且在折叠状态下也能射击的M1卡宾枪。1942年3月通用汽车公司试制了侧向折叠的金属骨架形枪托样枪，而斯普林菲尔德兵工厂则试制了伸缩式金属枪托样枪。经过试验，通用汽车公司的样枪在1942年5月被选定为制式武器，正式命名在研究卡宾枪的最初要求中，原本是要有连发发射功能的，但是这个要求在通过初步试验后被放弃。但后来基于士兵的反馈，又提出要求有连发发射功能，于是在1944年5月开始研制增加了快慢机的M1卡宾枪，研制工作由通用汽车公司和斯普林菲尔德兵工厂分别进行，最后通用汽车公司研制的样枪被采用，在1944年9 月正式命名为M2卡宾枪。由于连发发射时弹药消耗特别快，因此将弹匣容量增加到30发，但可与原来的15发弹匣通用。M2卡宾枪仅生产了57万支，主要装备给参谋士官或军官使用。
M3卡宾枪在研制时被称为T3式卡宾枪，是在1944年初应美国陆军的要求而开发的一种夜间近战用武器。T3卡宾枪基本上就是在M2卡宾枪的机匣上安装了主动红外夜视瞄准装置，前护木下安装了一个带控制开关的握把。由于主要是在夜间使用，又在枪口上加装了喇叭形高效消焰器，以减少射击时被敌人发现的机会。另外取消了连发发射功能。T3卡宾枪在1945年8月才正式被命名为M3卡宾枪，只生产了约2100支，而且只用在朝鲜战场上。
与几种变型枪相比，原型M1卡宾枪产量最大，共生产了551万支。
与M1伽兰德步枪相比，M1卡宾枪有便于更换的弹匣和较大的容弹量，实际射速高而且后坐力低，其射击精度和侵彻作用比使用手枪弹的冲锋枪强。增加快慢机和大容量弹匣的M2火力“几乎”相当于突击步枪(之所以用“几乎”是因为其有效射程还是太近了)。因此在二战期间M1卡宾枪及其变型枪是一种相当有效的步兵近战武器。
朝鲜战争和越南战争的初期阶段，M1卡宾枪和它的变型枪仍是被用于一线战斗的武器，但在朝鲜战争期间，M1卡宾枪由于在低温条件下的可靠性差而名誉扫地，而且据说甚至不能有效射穿厚棉衣。不过在越南战争初期，又轻又短的M1卡宾枪又成了一种非常有用的丛林战步枪而受到欢迎，直到M16A1的出现。M1卡宾枪也被美国政府大量输出到其他友好地区(大部分在东南亚，例如南越政府军)。M1卡宾枪在战后的西德和法国也有少量使用，而作为治安部队的武器，巴伐利亚的乡村警察使用得最多，以色列警察直到现在仍在大量地使用M1卡宾枪。在战后一段时期内，有大量的M1卡宾枪及其变形枪作为军用剩余物资在民间市场上销售。
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