Diegtiariow opracował również wielkokalibrowy karabin maszynowy (wkm) DK kal. 12,7 mm, lecz początkowo konstrukcja ta nie zdobyła popularności z powodu niskiej szybkostrzelności, wynikającej z małych magazynków 30–nabojowych. Dopiero po opracowaniu przez Szpagina ulepszonego taśmowego układu zasilania w amunicję (taśma 50 nabojowa), wkm został przyjęty do uzbrojenia Armii Czerwonej w 1939 i skierowany do masowej produkcji pod oznaczeniem DSzK (Diegtiariowa-Szpagina Krupnokalibiernyj – Wielkokalibrowy Diegtariowa i Szpagina), następnie po modernizacji DSzKM, stając się drugim co do popularności na świecie systemem wkm-u.
Po wybuchu II wojny światowej, w obliczu nagłej potrzeby masowego wprowadzenia broni przeciwpancernej, Diegtiariow skonstruował prosty jednostrzałowy karabin przeciwpancerny PTRD kal. 14,5 mm, wprowadzony w dużej ilości na wyposażenie armii.
W następnych latach Diegtiariow powrócił do ręcznych karabinów maszynowych, modernizując rkm DP i tworząc przyjęte na uzbrojenie rkm–y DPM i RP–46.