El término era originalmente empleado para referirse a la generación de ametralladoras que fueron ampliamente utilizadas en la Primera Guerra Mundial.
Estas disparaban los cartuchos de fusil estándar, tales como el 7,92 x 57 Mauser, .303 British o 7,62 x 54 R, pero tenían un gran peso, complejos afustes y mecanismos de enfriamiento por agua que les permitían disparar ráfagas continuas a larga distancia con gran precisión.
Sin embargo, estas ventajas las hacían demasiado voluminosas para moverse rápidamente, así como necesitar un equipo de varios soldados para accionarlas.
Una ametralladora pesada de similares capacidades fue desplegada por los soviéticos: la DShK, que empleaba el cartucho 12,7 x 108.
Una famosa fotografía muestra a Maxim levantando su ametralladora, asiéndola por su trípode de 6,8 kg, con un solo brazo.
Era similar a las ametralladoras medias actuales, pero no podía disparar por largos periodos debido al sobrecalentamiento.
Los modelos pesados podían, en algunos casos lográndolo, disparar por varios días, principalmente desde posiciones defensivas fijas para repeler ataques de infantería.
Cuidadosamente posicionadas, las ametralladoras pesadas podían detener una fuerza atacante antes de alcanzar sus objetivos.
Algunos modelos iniciales tenían esta característica, como la Vickers, pero era principalmente por el desgaste del cañón, ya que normalmente era enfriada por agua.
Sin embargo, la necesidad de fuego automático en tierra es ahora cubierta por ametralladoras medias enfriadas por aire.