Неудача не обескуражила молодого конструктора. Он отправился в Ташкент и взялся за разработку ручного пулемета, конкурс на который был объявлен за несколько месяцев до этого. Командование Среднеазиатского военного округа продолжало оказывать ему поддержку: дало в подчинение несколько высококвалифицированных рабочих, обеспечило помещением, инструментами, материалами. В декабре 1943 г. опытный образец ручного пулемета был готов. Однако и это создание Калашникова не было принято на вооружение.
После повторной неудачи Калашников начал конструировать самозарядный карабин под новый патрон (7,62 мм) образца 1943 г. Его также отклонила военная комиссия. Но опыт, приобретенный в работе над этими образцами стрелкового оружия, не пропал втуне.
В 1945 г. Калашников решил принять участие в объявленном Министерством обороны конкурсе по созданию нового автомата под патрон образца 1943 г. Задание было очень важное. Новый автомат должен был стать основным оружием советской пехоты. Поэтому над разработкой его конструкции трудились уже многие известные оружейники. Чтобы известные имена не смущали комиссию, конкурс проводился закрытым — все, принимавшие в нем участие, представляли документацию под вымышленными именами. Проект, предложенный Калашниковым, наряду с некоторыми другими, был одобрен комиссией, которая распорядилась изготовить опытные образцы автоматов. Претворять свое детище в металл Калашников отправился в город Ковров Владимирской области. В 1946 г. опытные образцы были готовы. Начались полигонные испытания. Соперниками Калашникова стали многие прославленные конструкторы-оружейники, в том числе Дегтярев, Шпагин, Симонов, Булкин. Оказавшись среди этих всем известных мэтров, сержант Калашников несколько робел и не раз задавал себе вопрос: с кем он вздумал тягаться?
Однако жесткие полигонные испытания имели свою шкалу приоритетов. Первым сошел с испытаний автомат Шпагина (создателя известного ППШ, с которым советские солдаты прошли всю войну). Затем начал давать сбои автомат Дегтярева. Под конец остались только три автомата, которые рекомендовали к доработке, и среди них — «Калашников».
Окрыленный успехом конструктор вернулся в Ковров и вновь засел за работу. Тут к нему пришло несколько новых идей, и вместо доработки автомата получилась его перекомпановка (именно тогда Калашников придумал соединить в единое целое затворную раму со штоком, переделал спусковой механизм и крышку ствольной коробки). Многое из сделанного в эти месяцы стало настоящим прорывом вперед в области технической мысли и новаторского подхода. Новая конструкция ломала годами установившиеся стереотипы.
Вскоре автоматы, успешно прошедшие огневые испытания, были подвергнуты жесткой проверке на надежность — их окунали в грязную болотную жижу, таскали самым безжалостным образом по земле и песку, то за ствол, то за приклад, так что каждый паз был забит грязью. Потом автоматы с силой бросали с высоты из разных положений на цементный пол. После этого из них вновь начинали палить без остановки, опустошая магазин за магазином Проверяли скорострельность и кучность стрельбы, прочность каждой детали на пределе ее возможностей. Один за другим, не выдержав этого безжалостного обращения, автоматы-конкуренты сходили с испытаний. Только автомат Калашникова продолжал работать безотказно, и в 1947 г. комиссия приняла единодушное решение: «Рекомендовать 7,62 мм автомат конструкции старшего сержанта Калашникова для принятия на вооружение». С этого момента началось победное шествие «Калашникова» (АК-47) по планете.
Выпуск новых автоматов был налажен на оружейном заводе в Ижевске.
Калашников переехал сюда сразу после демобилизации. В 1949 г. ему присудили Сталинскую премию первой степени. Молодой конструктор был полон планов на будущее. Однако в начале 50-х гг. ему пришлось не столько заниматься творчеством, сколько отстаивать свое право на самостоятельность и своемыслие. Несмотря на то, что автомат его был принят на вооружение, выпускался миллионными партиями и получил самую высокую оценку в войсках за свою безотказность и высокие огневые качества, Калашников долгое время оставался конструктором-одиночкой. Только в 1955 г. ему удалось создать свое КБ. Были трудности и в дальнейшем. Но несмотря ни на что он продолжал оставаться ведущим конструктором стрелкового оружия, выигрывая один конкурс за другим.