Если первые опытные образцы автоматов Калашникова 40-П, 720-М, А-017 изготовленные Ижевским машиностроительным заводом в 1965–1969 гг., практически полностью повторяли конструкцию 7,62-мм автомата АКМ/АКМС (работы вела группа Крякушина А.Д. под авторским руководством Калашникова.), то уже в 1970–1972 гг. они подверглись значительному усовершенствованию. Основной конструктивной особенностью нового автомата А-3 являлось наличие двухкамерного дульного тормоза, который при стрельбе поглощал примерно 50 % энергии отдачи Слева на ствольной коробке была смонтирована планка под ночные прицелы. Газовая трубка — подпружиненная. В новом автомате Калашникова увеличилось количество литых, штампованных и пластмассовых деталей. Вариант для мотострелковых войск имел постоянный приклад. Кроме того, новая резинометаллическая конструкция затылка приклада с поперечными канавками улучшила прикладистость автомата и существенно уменьшила скольжение приклада по плечу при ведении прицельной стрельбы. 5,45-мм автоматы А-3 имели цевье с теплоизолирующим экраном и постоянный приклад, изготовленные из  пластмассы. А-3 Калашникова вышел победителем в конкурсе 1968-73 годов на автомат под патрон калибра 5,45-мм, однако в 5,45-мм автомате Калашникова, который шел на смену 7,62-мм АКМ, заметно улучшились только параметры рассеивания и лишь в той степени, в какой они определялись величиной баллистического импульса патрона. При этом достигнутое на 30 % повышение боевой эффективности автомата А-3 над АКМ не в полной мере устраивало Министерство Обороны СССР. Но отсутствие приемлемых образцов принципиально нового оружия, работы над которым могли продолжаться неопределенно долгое время, а также стремление военных (понимавших, что мы отстаем от «главного противника») в минимальные сроки получить на вооружение новый комплекс стрелкового оружия, послужили основной причиной для решения о принятии на вооружение (в качестве временной меры) комплекса 5,45-мм оружия взамен 7,62-мм автоматов Калашникова АКМ/АКМС и ручных пулеметов РПК/РПКС..

   Здесь также необходимо упомянуть и еще об одном образце 5,45-мм оружия конструкции М.Т. Калашникова — автомате С-022, созданном в начале 1970-х гг. На этом образце ижевские оружейники отрабатывали совершенно нетипичную для них схему автоматики с полусвободным запиранием канала ствола. Фиксация затвора при откате назад осуществлялась специальным поворотным вкладышем, смонтированным непосредственно на затворе. Однако это направление в конструкторской группе Калашникова не получило дальнейшего развития. Так же еще в 1964 г Калашников разработал в калибре 7,62-мм опытный автомат  со сбалансированной системой автоматики. В опытном автомате Калашникова 1964 г. над стволом на вертикальной оси установлены два вращающихся инерционных элемента, соединённых тягами с затворной рамой. Газовая камера имеет два патрубка, к которым прилегают концы вращающихся элементов. Под действием образующихся при выстреле пороховых газов элементы вращаются в противоположные стороны, сталкиваясь в крайних точках и тем самым, исключая удары затворной рамы в ствольную коробку в крайнем заднем и крайнем переднем положениях. Это повышает устойчивость оружия при стрельбе — а значит и кучность стрельбы. Одновременно сокращение длины хода затворной рамы повысило темп стрельбы.