1898年,格奧爾格·魯格改進了C93半自動手槍的可拆卸彈匣,這是與博爾夏特合作設計的,不需要像早期自動手槍那樣的平衡裝置。結果變成了德國和多國制式手槍,即Luger P08,這種設計成為了半自動手槍的新指標。1900年,勃朗寧發明了帶套筒(馬車)裝彈系統的半自動手槍,解決了早期半自動手槍因裝彈不便而帶來的安全問題。他和柯爾特長期與Fabrique Nationale合作,包括勃朗寧M1903和柯爾特M1911 0,後來被許多國家采用為標準手槍。
壹戰期間,半自動手槍被很多參戰國使用,因為可拆卸的彈匣設計可以保證子彈的清潔度,遠勝於固定彈匣的彈夾,彈匣容量和射速的優勢也優於轉輪手槍。二戰前德國裝備了雙扳機的沃爾特P38,解決了魯格P08容易走火的問題。勃朗寧還設計了第壹個雙排彈匣和更有效的鎖定機構,即著名的勃朗寧強力手槍。
二戰時期,手槍本身進步不大,沖鋒槍成為近戰的主要武器。為了使用彈藥,大多數國家將半自動手槍作為標準裝備。二戰後,由於北約和華約兩大軍事同盟體系的建立,制式手槍子彈口徑趨於統壹,北約的美國和少數歐美國家使用45 ACP和9 mm魯格子彈。另壹方面,華月在20世紀50年代使用了戰前的7.62毫米托卡列夫和新設計的9毫米馬卡羅夫炸彈。
從20世紀70年代開始,許多新手槍都同時擁有勃朗寧和沃爾特保險機構,而格洛克作為奧地利手槍,采用了在普通手槍表面使用大量工程塑料和安全機動的技術,有效減少了零件數量,提高了安全性。為了解決發射超音速子彈的問題,設計師們開始使用高強度合金鋼來制造零件。於是在八九十年代推出了半自動手槍,比如著名的以色列沙漠之鷹,可以發射中大口徑的超音速馬格南子彈,Fabrique Nationale甚至推出了5.7x28子彈高初速的五七式手槍。同時,半自動手槍已經成為軍隊和警察的主流手槍。