В начале 1931 года проходили конкурсные испытания 12,7-мм пулеметов Дегтярева и ПК-5 (системы Дрейзе), в ходе которых первый образец оказался меньшим по весу, более технологичным в производстве, а также имел лучшую бронепробиваемость.

В феврале 1931 года, докладывая К.Е. Ворошилову о результатах испытаний, И.П. Уборевич писал: «Изготовлено два крупнокалиберных пулемета — 12,7-мм системы Дрейзе изготовления ТОЗ на станке Прилуцкого и пулемет системы Дегтярева на универсальном станке Колесникова... При демонстрировании РВС СССР оба пулемета работали удовлетворительно. Темп стрельбы 350-400 выстр./мин. Бронепробиваемость — 16-мм танковая броня при угле встречи 90° на 300 м системы Дегтярева — 100%, Дрейзе — 80%. По сравнению с иностранным пулеметом Браунинга пулеметы обладают большей мощностью, имея начальную скорость пули 810 м/сек против 760 м/сек Браунинга. Пулеметы дорабатываются, и после окончания испытаний предложено заказать в 1931 г. 50 пулеметов системы Дегтярева, как более легкого и простого в изготовлении и допускающего в дальнейшем постановку ленты».

В 1933 году началось малосерийное производство 12,7-мм пулемета системы Дегтярева, получившего наименование ДК (Дегтярева крупнокалиберный). К нему были разработаны и приняты патроны с бронебойными пулями обр. 1930 г. и бронебойно-зажигательными пулями обр. 1932 г., обладавшие большой мощностью и бронепробиваемостью.

Несмотря на многие положительные качества пулемета, низкий темп стрельбы (360 выстр./мин) и недостаточная практическая скорострельность, связанная с применением тяжелых и громоздких магазинов, делали его малопригодным для борьбы с быстродвижущимися целями. В связи с этим выпуск крупнокалиберных пулеметов системы Дегтярева в 1934 году продолжался небольшими сериями, а в 1935 году прекратился совсем.

В Тульском КБ была разработана строенная зенитная установка ТКБ-149 с 12,7-мм пулеметами ДК. Питание пулеметов магазинное. Установка монтировалась в кузове трехосного автомобиля ГАЗ-ААА со съемным гусеничным ходом.

С 10 декабря 1938 года по 25 марта 1939 года ТКБ-149 успешно прошла испытания на НИЗЕП в г. Евпатория (Научно-исследовательский зенитный евпаторийский полигон).

12,7-мм пулемет ДШК на универсальном станке Колесникова, июнь 1941 г.

Из-за отсутствия малокалиберных зенитных пушек в СССР (до 1940 года) в состав вооружения строившихся кораблей и катеров различных проектов включались 12,7-мм пулеметы ДК, однако сами ДК на корабли так и не попали.

В 1937 году под руководством Г.С. Шпагина проводилась модернизация 12,7-мм пулемета ДК. Магазинное питание было заменено приемником барабанного типа с ленточным питанием.

В апреле 1938 года модернизированный пулемет успешно выдержал полигонные испытания. Комиссия отметила, что среди существующих образцов он занимает одно из первых мест по простоте устройства, безотказности работы, долговременности службы и экономичности. 26 февраля 1939 года постановлением Комитета Обороны 12,7-мм пулемет системы Дегтярева-Шпагина на универсальном станке Колесникова принят на вооружение под наименованием «12,7-мм станковый пулемет обр. 1938 г. ДШК (Дегтярева-Шпагина крупнокалиберный)».

Универсальный станок И.Н. Колесникова позволял вести огонь из пулемета ДШК как по наземным, так и по воздушным целям. Зенитный прицел был рассчитан на скорость цели до 500 км/час. Стрельба по наземным целям велась с колес, а по воздушным целям — с треноги. Питание ленточное, в ленте 50 патронов.

Станок имел много недостатков. Среди них были: сложность изготовления и большой вес; большое время перевода с колес на треногу; большая высота станка в зенитном положении, затруднявшая маскировку и рытье окопа. Кроме того, из-за большой высоты треноги пулемет был неустойчив при стрельбе под малыми углами возвышения. Жесткий амортизатор снижал устойчивость при стрельбе и ухудшал кучность стрельбы из-за сильных ударов при накате.

Низкая практическая скорострельность (100-125 выстр./мин) обуславливалась неудобством и длительностью заряжания и перегрузке при смене патронной коробки.

Поступление 12,7-мм пулеметов ДШК в войска началось в 1938 году. Всего до начала Великой Отечественной войны в СССР было изготовлено около 2000 12,7-мм пулеметов ДК и ДШК, в том числе в 1940 году — 566, а в первом полугодии 1941 года — 234 пулемета.