耐久性の改善要求が出された。削除、照尺の改良、製造の簡易化がなされた。仮制式制定が上申された。水野武雄が九九式小銃を半自動化した改造ピダーセン自動小銃の製作に成功する。この小銃は正式採用されなかった。日本は連合国に対して開戦。太平洋戦争で日本が敗戦し生産中止となった。GHQの指示により、九九式短小銃14万丁がM1ガーランドと同じ実包を発射できるよう改造される。朝鮮戦争勃発により韓国軍が九九式短小銃を使用する。警察予備隊の発足により九九式短小銃が正式採用された。自衛隊が使用していた九九式短小銃が不良品との判定により射撃禁止措置とされた。フロントサイトガードを装備することによる、照星の損傷を防止する九九式小銃を装備した部隊には、銃弾が共通化されていた九九式軽機関銃が分隊あたり1丁配備された。銃剣には、三八式歩兵銃に引き続いて三十年式銃剣を採用している。「九九式小銃」と呼ばれる銃には長小銃と短小銃の二種類が存在し、一般に「九九式小銃」と言った場合、短小銃を指す。兵器工廠でも生産された。続いて第2位の生産量とされている。詳細な生産数については戦中戦後の混乱で資料が残っておらず、完全には把握されていない。主な配備部隊は、アッツ島の第7師団、ビアク島の第35師団、ペリリュー島の第14師団、フィリピンの第68旅団。ほかにサイパン島、硫黄島、ビルマ戦線でも使用された。ドイツ軍や中国国民党軍のKar98kやソ連軍のモシン・ナガンM1891/30、米軍のスプリングフィールドM1903小銃、イギリス軍のリー・エンフィールド等と比較して、互角以上の性能と信頼性を備えていたといわれる。一方で、戦闘経験者の体験談などでは、三八式歩兵銃に比べて命中精度が格段に劣ったなどの評価もある。大戦末期には国力の低下から粗製品が製造され本来の性能は期待できなかったという評価もある。太平洋の密林において頻発したごく近距離での戦闘では米軍が広く配備した自動小銃であるM1ガーランド、M1カービンに撃ち負ける場面がしばしばみられた。日本兵には鹵獲したM1カービンが人気があったという。明治時代より日本軍では三八式歩兵銃を主力小銃として使用していた。三八式歩兵銃の6.5mm弾では弾丸の重量が小さいため敵に致命的な負傷を与えられず、敵兵の戦列復帰が早いことが問題視された。敵兵士だけでなく、敵の軍馬に対する殺傷力の点でも不満があった。大口径化による高威力化の必要性を感じていたとされる。当時の欧米列強諸国の小銃弾に準じて、口径は7mm~8mm程度が好ましいとされ、三八式歩兵銃を基にして何種類かの大口径小銃が試作された。後に九二式重機関銃が実用化されると、銃弾の補給面から九二式実包を使用できる事が要求に組み込まれた。中国戦線で対峙する中国軍や軍閥軍はモーゼル系の小銃で武装しており、三八式歩兵銃では撃ち負けるという現場部隊からの指摘も参考にされた。モーゼル系小銃は徹甲弾が発射可能で、日本軍装甲車や軽戦車の装甲を貫通することもあった。研究されてきた新小銃の配備が決定された。して完成・採用された九九式小銃だったが、日中戦争の激化で陸軍が動員をすすめ兵士の数が急増したため、三八式歩兵銃からの全面更新は不可能となった。結果として2種類の主力小銃が同時に存在したまま太平洋戦争に突入してしまった。これらは弾薬補給上の混乱を招き、日本軍の戦力を幾分かは阻害した。九二式実包との互換性についても計画通りには実現できなかったため、意図に反して補給上の問題はさらに煩雑となった。(後述)九九式小銃を開発した技術者は戦後、豊和工業に就職して64式小銃を開発したが、こちらは冷戦期のソ連侵攻を意識し、待伏せ攻撃に特化した自動小銃として設計されている。当時の軍用としては高精度とされるが、大口径化にともなって反動が強くなり実際の命中率は三八式歩兵銃より低下していた。当時の一般兵士の貧弱な体格では精度の高い射撃はしばしば困難であり、この点から改悪と評価される場合もあった。6.5mm弾では、口径の小ささから特殊弾を製作することが困難だったが、九九式短小銃は、口径増大によって、銃弾の内部容積に余裕が生まれた。