Nach dem Zweiten Weltkrieg entstand bei den Militärs Bedarf an neuen leichten Waffen, unter anderem dem Karabiner M1 Carbine oder der Thompson-Maschinenpistole, deren verwendete Munition .30 Carbine und .45 ACP sich nur im Nahbereich als besonders wirksam erwies. Also ging die Entwicklung neuer Waffen – zum Beispiel nach dem Prinzip des deutschen Sturmgewehres 44, dessen Name ein Synonym für die neue Generation von Waffen wurde – mit der Entwicklung neuer Munition einher. Die Forderungen dafür waren typischerweise geringeres Gewicht, hinreichend gestreckte Flugbahn für etwa 300 m effektive Reichweite, kontrollierbare Feuerstöße und geringere Produktionskosten.
In Deutschland entstand noch während des Kriegs das mittlere Sturmgewehrkaliber 7,92 × 33 mm, das weltweite Nachkriegsentwicklungen beeinflusste. Während auf sowjetischer Seite 1943 ein ähnliches Kaliber (7,62 × 39 mm) geschaffen wurde, entstanden in Europa bereits verschiedene dem späteren Kaliber 5,56 mm ähnliche Versuchspatronen.
Als Ausgangspatrone für die weitere Entwicklung benutzte man ab 1957 die Patrone 5,6 × 43 mm (.222 Remington). Die randlose Flaschenhalshülse wurde verlängert und der Pulverraum vergrößert. Außerdem wurden neue Treibladungsmittel und Geschosse verwendet.[3]
Die Forderung nach einer leichteren Patrone und auch nach leichteren Waffen hatte ihren Grund nicht zuletzt in der Logistik. Angefangen vom Hersteller, über Munitionsdepots, Etappen-Depots, bis hin zur Drei-Tage-Ausrüstung des Soldaten belastet die Munition durch ihr Gewicht die logistische Leistungsfähigkeit. Die Patrone im Kaliber 5,56 × 45 mm wiegt weniger als die Hälfte der üblichen cal-.30-Patronen. Durch die weiter fortschreitende Nutzung halbautomatischer und automatischer Waffen im Gefechtsfeld stieg auch der Munitionsverbrauch im Verhältnis zu den früher üblichen Mehrladebüchsen (Gewehre und Karabiner) mit 5-Schuss-Ladestreifen und Magazinkasten. Mit der Halbierung des Patronengewichtes konnten Soldaten nun entsprechend mehr Munition mit sich führen oder mit leichterem Gepäck unterwegs sein – je nach Aufgabe und Einsatz.
Die Forderung nach einer höheren Leistung der Munition bezog sich in erster Linie auf die kleineren Waffen der US-Army, das M1 Carbine und die Thompson-Maschinenpistole. Die beim M1 Carbine verwendete Patrone cal .30 Carbine stammte noch aus einer Entwicklung für Kurzwaffen und die cal-.45-ACP-Patrone der Thompson war die Standard-Patrone der US-Army-Kurzwaffe, der M1911 A1 Government, die beide auf mehrere hundert Meter Entfernung wegen mangelnder Präzision ungeeignet waren und im Nahkampf keine gute barrikadebrechende Wirkung hatten. Die leichteren Geschosse der 5,56 × 45-mm-Patrone haben eine flachere Flugbahn als die Langpatronen mit etwa 7,5 bis 7,92 mm Kaliber, die bis dahin Standard bei den Langwaffenkalibern waren. Ein weiterer Vorteil leichterer Munition (geringere Geschossgewichte und geringere Ladung) ist der geringere Impuls und somit Rückstoß, was insbesondere die Kontrollierbarkeit der Waffe beim Abgeben von Feuerstößen erleichtert. Durch die geringe Geschossmasse besitzt die Munition weniger Energie als Geschosse von klassischen Langpatronen wie dem Kaliber 7,92 × 57 mm.
Die Produktionskosten wurden durch die fortgesetzte Verwendung von Messing für die Patronenhülsen zumeist nur wenig vermindert. Andere Munitionsprodukte setzten zwischenzeitlich auf Stahllegierungen für die Patronenhülsen. Später relativierte sich das, da die Verfahren zu Herstellung von Messing verbilligt wurden und es neue Wiederverwertungsverfahren gab.
NATO-Standardisierungsmaßnahmen führten jedoch zuerst zur Übernahme der Gewehrpatrone Kaliber 7,62 × 51 mm NATO (.308 Win.) als neues Standardkaliber, die heute noch partiell in der Standardbewaffnung von Armeen und vor allem bei den mittleren Maschinengewehren (M240, M60, MG3) Verwendung findet.[4]
In den USA erkannte man jedoch schnell, dass auch diese neue Patrone noch nicht die ideale Lösung war. Man experimentierte dort unter anderem in den SALVO-Projekten mit Mehrfachgeschossen und Patronen im Kaliber .22. Ziel war es, mehr Geschosse verschießen zu können, die über eine möglichst hohe Geschwindigkeit bei geringer Masse verfügen.
Patronen des Kalibers 5,56 × 45 mm NATO in einem M16-Magazin
Während die Armalite Division of Fairchild Engine & Airplane Co. als Nachfolger des Sturmgewehrs AR10 (Kaliber 7,62 × 51 mm NATO) das AR-15 im neuen Kaliber entwickelte, befasste sich die Firma Sierra Bullet Co. mit der Entwicklung der Munition. Munition und Waffe (dann als M16 von Colt gebaut) wurden schließlich ab 1962 von den US-Streitkräften übernommen und ab 1969 Standardausrüstung. In den Folgejahren wurden dann auch in Europa Waffen für dieses Kaliber gefertigt. Die erste Waffe dieser Art war das FN CAL.[5]
Die Patrone gibt es in diversen Varianten. Bei der US-Armee wurde sie mit 3,56-g-Geschoss als M193 eingeführt und später um die Leuchtspurmunition M196 ergänzt. In Belgien wurde die Patrone SS 109 mit einem 3,95 g schweren Geschoss[6] für eine geänderte Zuglänge im Lauf entwickelt. Die Verwendung in der Bundeswehr ist aus der Liste von Bundeswehrmunition ersichtlich.
Die Patrone wurde zum Vorbild für das Kaliber 5,56 × 45 mm NATO, dem neuen Standardkaliber in den NATO-Armeen seit den frühen 1980er-Jahren.[7] Es wird in den meisten aktuellen Sturmgewehren (Colt M4, Heckler & Koch G36, Steyr AUG, FAMAS, AK-101) verwendet. Für das SIG 550 verwendet die Schweizer Armee die Ordonnanzpatrone Gw Pat 90. Da die Patrone Gw Pat 90 jedoch weitgehend kompatibel zur Patrone 5,56 × 45 mm NATO ist, findet diese Patrone vor allem auch bei Exportwaffen Verwendung. Auch einige Maschinengewehre (wie das M249 oder das MG4) sowie einige wenige (zumeist polizeiliche) Scharfschützengewehre verschießen dieses Kaliber. Wegen logistischer Probleme und zur Verbesserung der Reichweite prüfte man Anfang 2018 in Israel eine weiterentwickelte Munition des Herstellers IMI.
