1940年7月，八路军枪械设计师刘贵福试制出一支造型独特的短步枪，这就是开创我军制式武器制造先河的“八一”式马步枪。
刘贵福是太原兵工厂的技工出身，是抗战期间八路军兵工系统少有的技术人才。早在1939年4月，就在敌后根据地极端艰苦简陋的环境中设计制造出“无名氏”马步枪，又称“五五式”步枪或“新七九”步枪。
1940年，八路军总部军工部部长刘鼎，根据上级首长关于步枪的论述，给了刘贵福一个艰巨的任务——设计一支适合八路军作战需求的制式步枪。
时任129师师长的刘伯承认为：我军以游击战为主, 给养不足, 战士体力较弱, 又经常长途行军, 快速奔袭, 步枪应轻而短。步枪是近战武器, 200 米内能准确命中目标就行了,不必追求类似三八大盖的长射程。同时枪筒短了, 刺刀就要长, 免得拼刺刀时吃亏。
八路军副总指挥彭德怀也提出了要求：一是必须轻巧、先进、经济、统一标准。二是枪身要缩短，枪的重量要减轻，刺刀要加长。三是零件要能更换，瞄准精度要高。这些要求就更细更高了。
1940年7月，刘贵福结合了捷克式 、 38式 、 “无名式及 汉阳造等枪的优点，设计出来一支全新的步枪。
这支枪枪重仅3.36千克，比三八大盖的3.73千克要轻很多；刺刀打开状态下比三八大盖带刺刀的1.66米还要长一点。口径为7.92毫米，可以发射7.92毫米毛瑟步枪弹，这是当时中国最容易搞到的子弹。枪托由核桃木制作表面涂清漆，枪托内存放修理工具，金属部件烤蓝处理防锈。
这把枪最有特点的是他的刺刀。采用类似苏联莫辛纳甘步枪的三棱刺刀，这是因为根据地能搞到的钢材主要是破袭战抢来的铁轨，属于软钢，如果做成匕首型刺刀，硬度不够一场白刃战下来就废了。三棱结构的强度好，只需把铁轨锻成细长的三棱锥，然后铣出半圆血槽，穿刺性能极佳，不易被骨肉卡住，放血快创口难缝合致死率极高。
刺刀不用时反贴在枪管上，拼刺时只需一甩就可迅速打开并自行固定，极短的反应时间，对争取白刃战的胜利至关重要。
彭总、刘伯承师长、徐向前副师长、左权参谋长等中央领导对这款步枪赞不绝口，彭总当即将其命名为 “ 八一式步马枪” , 并令军工部迅速组织批量生产。
八路军军工部立即颁发统一图纸、 样枪到各厂, 命令停止制造杂牌枪, 统一改产新枪。包括黄崖洞在内的各地八路军兵工厂都投入了生产，预计年产量3000支，足以装备一个师。如果材料供应充足则可以扩产到每年9000支，可装备三个师。
铁轨是主要钢材原料，被细心地切成几段，上部做机匣，中部做枪机等零件，底部做刺刀，边角料收集起来熔化做成小零件。枪托就采用北方常见的核桃木，量大便宜结实耐用。
也有一些材料，根据地基本上无法制造。比如造枪机撞针，就得派专人到西安等大城市去秘密购买外国进口钢制工具，然后熔化锻造。
在极端艰苦的条件下，1940年8月至11月，共生产了3000余支八一式，1940年8月装备八路军，在前线广受好评不亚于缴获的日本三八式步枪。
从1940年8月到1945年，八路军兵工厂共生产了近9000支“八一式马步枪”，是抗日根据地制造量最大、使用最广泛、性能最好的制式步枪，为抗战立下汗马功劳。
