手榴弹堪称步兵破片杀伤武器的先驱，早在10世纪，我国就已出现手榴弹的雏形，这类武器需依靠人力投掷，即便投掷者全力以赴，有效距离也仅能达到60至70米。这样的射程对于步兵作战而言明显不足，为了让普通步兵能将破片杀伤武器投送至更远距离，各国军队尝试过多种解决方案，甚至启用了大型弹弓这类工具。

1917年，李恩菲尔德步枪率先配备了手榴弹投掷装置，此后步枪投掷手榴弹的应用逐渐普及。这一巧妙设计以步枪作为发射载体，具体做法是在23号手榴弹底部拧接一根简易长杆。但这种方式很快就造成了枪管损坏，因此迅速被淘汰。后续的改进设计是在枪管上安装一个圆形钢杯，内置经过改良的米尔斯36号MKI手榴弹，其射程可通过调节排气口进行控制，大致在73米至183米之间。

当时还存在一款小巧便携的“迷你”版本，该武器保留了1号步枪的枪身机匣部分，木质枪托仅保留一小块，机匣前部加装了杯形榴弹发射器，专门用于发射米尔斯手雷。尽管这款武器相比由普通长步枪改装的榴弹发射枪更便于携带，但其射程却明显缩短。

这些枪榴弹的发射流程较为复杂，使用时必须搭配空包弹，操作人员需将枪托抵靠地面，进行粗略瞄准后扣动扳机发射。这类武器能够实现200米距离的曲射面杀伤，但射击精度完全依赖运气，并且在整个二战期间持续被投入使用。

1943年初之前，美军一直采用M1903步枪发射枪榴弹，配套的发射器主要有M1系列和M2系列。其中M1系列适配卵形手榴弹，M2系列则用于发射圆柱形弹体手榴弹。M1系列包含M1、M1A1、M1A2三个型号，可将手榴弹发射至约200码远的距离，后来这一系列发射器被专门的枪榴弹发射器所取代。

M7枪榴弹发射器是为配合M1步枪发射各类枪榴弹而设计的装备，其口径为22毫米，后续衍生出M7A2和M7A3两款改进型号。该发射器通过铰链夹固定在M1步枪的卡口凸耳上，同时借助特制的气瓶锁螺丝关闭导气孔，有效射程可达300至400码。其主要配用弹药包括M9A1反坦克枪榴弹和M21A1信号枪榴弹，主要用于打击坦克、碉堡以及暴露的敌方目标。但安装带有锁紧螺钉的M7发射器后，M1步枪将无法实现半自动射击，若在使用枪榴弹期间遭遇敌人，步枪只能当作冷兵器使用。因此，许多M7发射器发放到部队后，士兵们在作战时会将其拆卸丢弃，以便保持步枪的半自动射击功能。

M7榴弹发射器的生产耗时约一年，共计制造795699支并输送至前线。1944年3月，M15手榴弹发射瞄准器开始与M7榴弹发射器配套使用，该瞄准器由瞄准具安装架和瞄准镜组成，通过两颗螺丝固定在步枪护木左侧，不过这种瞄准具在战场上的实际应用并不广泛。美国的M7系列枪榴弹发射器从二战时期一直服役至60年代，每个步兵团配备243具，其结构相对简单，本质上就是通过一个管状装置搭载手榴弹进行发射。

德军将枪榴弹主要定位为反装甲武器，其装备的超口径发射器可通过刺刀卡笋安装在制式步枪枪口，能够发射直径60毫米的空心装药榴弹。这种榴弹尾部设有弹翼，头部呈钝形，配备碰炸引信。该类型榴弹的主要缺陷是穿甲威力有限，尽管如此，这款榴弹发射器及其配套榴弹仍一直使用到1943年，之后被新型30毫米“射杯”榴弹发射器取代。这种新型发射器是可卡装在枪口的两件式附件，发射筒内部带有膛线，能让榴弹在飞行过程中通过自旋保持稳定。每枚枪榴弹配发时都会附带一发固体发射药发射弹，最大射程可达240米，其战斗部装药量为32克，必要时也可直接作为手榴弹投掷使用。由于战斗部重量较轻，其穿甲效能受到较大限制。

此后，德军又研发出GG/P46型46毫米枪榴弹，该弹装药量提升至146克，在理想条件下能够击穿90毫米厚的装甲。后续还进一步发展出GG/P61型枪榴弹，其外形比46型略大，最大射程提高到180米，装药量增加至246克，穿甲厚度可达126毫米。1944年，伯格曼公司研制出一款重达1.7公斤的反坦克枪榴弹，名为“双重推进榴弹”，其穿甲能力达到150至180毫米。这些枪榴弹的生产成本较高，结构设计复杂，不利于批量生产，且实际作战性能并未达到预期效果。此外，该类武器发射时产生的压力较大，频繁使用会对枪管造成损伤。

日军的枪榴弹发射器主要分为杯式和套筒式两种型号，均可安装在三八式或九九式步枪上。在德国的枪榴弹发射器及反坦克榴弹实物突破封锁运抵日本后，日方于1942年5月启动相关研制工作。1942年8月，二式枪榴弹发射器和配套的空心装药弹正式投入生产，有记录显示，1942年10月驻守瓜达尔卡纳尔岛的日军已接收该型装备。二式枪榴弹发射器于1943年停止生产，目前已知的该型发射器均由名古屋兵工厂的于种制作所制造。1942年至1943年间，二式枪榴弹发射器的总产量约为4900个，这一数量相对较少。相比之下，1942年至1944年间，日军部队共接收了140万个榴弹发射器。

除二式和百式榴弹发射器外，日军还装备了插口式发射器，这类发射器分为两种型号，第一种在战争初期被盟军发现，第二种则在战争后期才投入使用。九一式插口发射器搭配九一式手榴弹使用，手榴弹尾部装有尾鳍以提升飞行稳定性，最大射程可达150米。新式直插式枪榴弹发射器于1939年2月启动研发，同年5月完成试制，经陆军技术本部测试，其最大射程可达132码。该型发射器于1942年正式列装，并从同年开始批量生产，主要分为两个型号，分别适配三八式和九九式步枪。这两个型号的结构高度相似，仅定位销的安装位置不同，一个在左侧，一个在右侧。值得一提的是，这种枪榴弹发射器也可用于M1卡宾枪。

枪榴弹的发射流程十分繁琐，操作时需关闭导气管，退出实弹后装入空包弹，再安装枪榴弹，若遗漏任意一个步骤，都可能导致操作人员自毁。此外，在使用枪榴弹期间若遭遇敌人，步枪将失去射击功能，仅能作为棍棒使用。这一问题直到欧洲国家和以色列研制出俘弹器后才得到解决，借助俘弹器，即便使用实弹也能发射枪榴弹。中国的五六式半自动步枪也配备了类似的管状装置，可发射射程50米的67式70毫米枪榴弹，但该武器存在重量大、后坐力强、射程近等缺陷，基本被存放在仓库中未得到实际应用。后续的八一式步枪在枪管前段直接设置了闭气环，无需额外的管状装置即可发射枪榴弹，但其配套的90式40毫米枪榴弹，即便部队的训练人员也未曾见过。