A Força Delta do Exército dos Estados Unidos colaborou com a empresa alemã Heckler & Koch para desenvolver um novo fuzil na década de 1990 para uso em combate em ambientes confinados. Naquela época, eles estavam equipados com a HK MP-5, cujo projétil de 9 mm não tinha o poder de impacto requerido, e com o fuzil M4 Colt Commando, considerado muito grande. Durante o desenvolvimento, a empresa capitalizou a experiência adquirida no projeto do fuzil de assalto HK G36 para o Exército alemão (Bundeswehr), do projeto XM8 do Exército americano (cancelado em 2005) e do programa de modernização do SA80 A2 das Forças Armadas Britânicas. O projeto foi originalmente chamado de HK M4, mas isso foi alterado em resposta a um processo por violação de marca registrada movido pela Colt Defense. A designação final, HK 416, deriva de M4 e M16. O HK 416 foi testado pelas forças armadas dos Estados Unidos e está em uso por algumas agências de segurança pública. A Delta substituiu seus fuzis M4 pelos HK 416D em março de 2005, após testes revelarem que o sistema de operação por pistão reduz significativamente as falhas, ao mesmo tempo que aumenta a vida útil das peças. Ele foi usado pelo SEAL Team Six da US Navy para matar Osama bin Laden em 2011. Uma variante modificada foi testada pelo US Marine Corps (USMC) como o M27 IAR (Infantry Automatic Rifle). Após exaustivos testes e avaliação operacional no MCAGCC Twentynine Palms, em Fort McCoy e em Camp Shelby (para condições de poeira, clima frio e clima quente, respectivamente), em março de 2012, 452 unidades de IARs haviam sido entregues, de um total de 4.748 encomendados. A princípio implantados em apenas cinco batalhões, a partir de 2017 o USMC anunciou a decisão de equipar todos os fuzileiros navais com o M27 IAR. As Forças Armadas Francesas realizaram uma avaliação de diversos fuzis para substituir o FAMAS e selecionaram o HK416F como sua arma principal em 2016. Dos 93.000 fuzis encomendados, 54.500 seriam uma versão "curta" com um cano de 280 mm, pesando 3,7 kg sem a capacidade de usar um lançador de granadas, e 38.500 seriam uma versão "padrão" com um cano de 368 mm, pesando 4 kg, dos quais 14.900 receberiam acessórios FÉLIN (programa "Soldado do Futuro" francês). O primeiro lote de 400 fuzis foi entregue em maio de 2017.

O HK 416 utiliza um sistema patenteado de pistão a gás de curso curto derivado do HK G36 que aciona uma haste de operação para forçar o ferrolho para trás. Este projeto impede a entrada de gases de combustão no interior da arma (uma desvantagem dos sistemas de impacto direto). A redução do calor e do acúmulo de resíduos no ferrolho aumenta a confiabilidade do fuzil e prolonga o intervalo entre interrupções para manutenção e limpeza. Durante os testes de fábrica, o HK 416 disparou 10.000 tiros em modo totalmente automático sem apresentar qualquer mau funcionamento. O sistema de pistão era originalmente autorregulável, mas na posição padrão tendia a apresentar um recuo maior do que um sistema de gás ajustável. Um regulador de gás ajustável pelo usuário foi adicionado em variantes posteriores. O HK 416 é equipado com um guarda-mão com trilhos Picatinny MIL-STD-1913 em todos os quatro lados, permitindo que seja compatível com a maioria dos acessórios modernos. A alavanca seletora de segurança/fogo do tipo combinado permite disparos únicos e modo totalmente automático. O guarda-mão com trilho pode ser instalado e removido sem ferramentas, utilizando a trava do ferrolho como chave de fenda. Possui uma coronha telescópica ajustável em múltiplas posições, oferecendo seis comprimentos diferentes. A soleira pode ser convexa ou côncava e a coronha possui um compartimento para guardar acessórios de manutenção, baterias sobressalentes ou outros itens pequenos. Também pode aceitar um lançador de granadas HK AG36/AG-C de 40 mm modificado, que é fixado diretamente no trilho inferior. O cano do HK 416 é forjado a frio com uma vida útil de 20.000 disparos e proporciona mais resistência, oferecendo maior segurança em caso de obstrução ou para sessões de tiro prolongadas. Modificações para capacidade de disparo em águas rasas (OTB, do inglês over-the-beach), com orifícios de drenagem no ferrolho e no sistema de amortecimento, estão disponíveis para permitir que o fuzil dispare com segurança o mais rápido possível após ser submerso em líquidos. Para reduzir o risco de disparo acidental, o fuzil possui uma trava de segurança do percussor. Nos últimos anos, o HK 416 vem sendo adotado por diversas forças militares e por muitas unidades de operações especiais em todo o mundo. As Forças Armadas da  Alemanha, Noruega e França o escolheram como seu fuzil padrão.

Operadores: Alemanha, Estados Unidos, França, Noruega, Austrália, Brasil, Itália, Holanda, Croácia, Estônia, Hungria, Indonésia, Malásia, Polônia, Singapura, Irlanda, Sérvia, Eslováquia, Coréia do Sul, Espanha, Turquia, Ucrânia, Portugal, Lituânia, Jordânia, Filipinas e Japão.