Одновременно с выбором вариантов установки пулеметного вооружения в послевоенных танках развернулись работы по совершенствованию конструкции танковых пулеметов. Вскоре после окончания войны 7,62-мм пулемет ДТМ (устанавливался на танках с января 1945 г.), уже не отвечавший новым предъявляемым требованиям по темпу огня и надежности, был заменен 7,62-мм пулеметом СГ-43 (с 1949 г. - СГМТ). По сравнению с пулеметом ДТМ он обладал большей надежностью и имел ленточное питание. Недостатком пулемета являлась его большая масса.

В 1962 г. пулемет СГМТ заменили 7,62-мм пулеметом ПКТ, разработанным М.Т. Калашниковым на базе единого пулемета ПК в 1961 г. Этот пулемет имел такие же баллистические характеристики, какие были у пулемета СГМТ, поэтому никакие конструктивные изменения в танковых прицелах не требовались. По сравнению со стволом ПК ствол пулемета ПКТ для обеспечения ведения более интенсивного огня был сделан более массивным (на 1,2 кг). Сохранение такой же кучности стрельбы, что и у пулемета СГМТ, и уменьшение качки ствола в ствольной коробке обеспечивалось за счет введения рессоры направляющей трубки поршня. Для уменьшения загазованности боевого отделения регулятор газов сделали по принципу изменения сечения газоотвода. Кроме того, был упразднен приклад пулемета. Вместо приклада на затыльнике ствольной коробки для дистанционного управления огнем пулемета крепился механизм электроспуска. Унификацию в креплении ствольной коробки пулемета ПКТ и пулемета СГМТ сохранили за счет изменения в пулемете ПКТ конструкции переднего и заднего вкладышей ствольной коробки (по сравнению с ПК). Пулемет ПКТ на долгие годы стал единым пулеметом калибра 7,62 мм для большинства отечественных бронированных машин.

7,62-мм пулемет СГ-43.
Установка спаренного пулемета СГМТ.	Установка 12,7-мм зенитного пулемета ДШК на танке Т-10.
7,62-мм танковый пулемет ПКТ.	Установка зенитного пулемета ДШК на танке ИС-4.

В эти же годы конструктором В.И. Силиным был разработан оригинальный проект специального танкового пулемета под 7,62-мм штатный винтовочный патрон. Работа автоматики этого пулемета основывалась на принципе использования энергии пороховых газов. Запирание канала ствола осуществлялось с помощью клинового затвора. Размеры той части пулемета, которая находилась за броней, были значительно уменьшены. Питание пулемета осуществлялось из неразъемной пулеметной ленты, так как гильзы после экстракции автоматически вставлялись обратно в ленту.

Параллельно с отработкой специального танкового пулемета под штатный винтовочный патрон разработали аналогичную конструкцию и под патрон обр. 1943 г. Различие между этими двумя системами заключалось в том, что пулемет под патрон обр. 1943 г. не имел элементов запирания, а лишь свободный затвор с массой, обеспечивавшей нормальную работу автоматики. Однако дальнейшие работы над этими пулеметами были прекращены в связи с принятием на вооружение пулемета ПКТ.

В качестве зенитного оружия на послевоенных танках использовался 12,7-мм пулемет ДШК обр. 1938/46 г. (модернизированный) и принятый на вооружение в 1949 г. 14,5-мм пулемет КПВТ. Модернизированный пулемет ДШК (наименование ДШКМ введено с 1956 г.) отличался от предыдущего образца новым механизмом питания, измененным затворным узлом, а также конструкцией ряда деталей. Он устанавливался на средних танках Т-54 и его модификациях, а также в качестве спаренного и зенитного - на тяжелых танках ИС-4 (ИС-4М), Т-10, Т-10А и Т-10Б. Пулемет КПВТ служил в качестве спаренного и зенитного пулеметов на тяжелом танке Т-10М, причем зенитный пулемет КПВТ имелся на каждом пятом танке. В качестве вспомогательного оружия спаренный пулемет КПВТ устанавливался и на опытных тяжелых танках «Объект 770», «Объект 277» и «Объект 279». На тяжелых танках спаренные пулеметы, помимо своего основного назначения, использовались также для пристрелки основного оружия при стрельбе по танкам противника.

Автоматика всех танковых пулеметов работала на принципе отвода части пороховых газов, за исключением пулемета КПВТ, автоматика которого работала на принципе использования отдачи ствола при коротком ходе.