在1940年初，美海軍決定開發新的五吋（127mm） 54倍徑艦砲來取代當時艦隊裡的MK-12型五吋 38倍徑艦砲，這就是MK-39型，隨後便逐漸取代了MK-12。二次大戰結束後，美海軍認為大量仰賴人工操作的MK-39型艦砲，在射速上 已不能滿足新造驅逐艦的使用需求，因此開始設計一種自動化的五吋 54倍徑艦砲來全面取代二戰時代的所有五吋艦砲（如MK-12/16/39）；當時，美國海軍發展了兩種自動化五吋艦砲，分別是雙聯裝的MK-41與單管的MK-42，最後決定使用重量相對較低的單管MK-42。MK-42的研發作業始於1950年，主承包商為美國食品機械公司（FMC）北方軍械部，1954年正式服役，配備於1950至70年代的美國艦艇上，例如早期的米契爾級(Mitchell class)領導驅逐艦、雪曼級(Forest Sherman class)驅逐艦、諾克斯級(Knox class)巡防艦、貝克那普級(Belknap class)與特魯克頓號(USS Truxtun CGN-35)飛彈巡洋艦等，生產作業至1970年代停止。

早期美國海軍也發展過MK-41雙聯裝自動艦砲，基本上是MK-42的雙管版本，但後來

美國海軍採用單管的MK-42。

MK-42屬於高射速火砲，採單一砲管，由440伏特、頻率60Hz的三相交流電驅動，採裝藥、彈頭分離設計，最大射速高達每分鐘40發，甚至比二次大戰時代美國艦艇的雙聯裝五吋38倍徑砲還高(每根砲管每分鐘15~18發)，彈著修正為半自動。MK-42火砲系統分為砲塔與下甲板供彈系統等兩部分，其中下甲板供彈系統由位於德州路易斯維爾的美國海軍武器站(US Navy Naval Ordnance Station)設計，分為平行安置的兩套；每套供彈系統擁有 有一個砲尾彈盤、一個下揚彈機（彈鼓揚彈機）、一個上揚彈機（砲塔揚彈機）以及兩個下甲板彈鼓，兩個彈鼓分別儲存彈頭與裝藥，容量均為20枚；在一般情況下，彈頭彈鼓與裝藥彈鼓是在一起轉動，但必要時裝藥彈鼓也能與彈頭彈鼓分開旋轉，以裝填不同的彈種。射擊時， 彈鼓揚彈機將裝藥與彈頭分別自彈鼓中取出並完成組合，然後將砲彈送上砲塔揚彈機，砲塔揚彈機再將砲彈放入砲尾彈盤，彈盤內的引信設定器完成砲彈引信設定，最後由推彈桿推入砲尾完成裝填，整套系統於砲管任何仰角都能進彈 。完成砲彈上膛後，砲尾彈盤會自動舉升，以避開砲身的後座行程；而另一個空的彈盤則會移至退殼位置，自動盛接射擊後退出的空藥筒。MK-42的兩套供彈系統輪流 運作，其中一套負責將彈藥由彈鼓送上砲尾彈盤，另一套負責將進行揚彈動作；在下一輪射擊中，兩套供彈系統的角色對調，原本送彈裝填的改為揚彈，原先揚彈的則將下一發砲彈送上彈盤，如此可加快進彈速度，確保供彈流暢。由以上可見MK-42裝填系統之複雜，雖然擁有傑出的射速，但整套系統能否正常運作端視各組件的密合度與可靠度，因此服役初期故障叢生；更麻煩的是如果砲彈未能擊發，將停留在砲膛內而不能自動退彈，砲塔內的人員只好以人力退出未發彈。MK-42的裝填、瞄準與射擊全部自動化，砲塔內編制的裝填手只負責將彈頭與裝藥填入彈鼓中，而每門MK-42艦砲備彈的總數為700發。

（上與下）台灣海軍已除役的濟陽級（原諾克斯級）巡防艦濟陽號（FF-932，ex-USS Robert

E.Peary FF-1073） ，艦橋頂部有一座MK-68艦砲射控系統，此系統結合光學觀測/測距（在

底部旋轉塔內）以及頂部一具SPG-53射控雷達。

M-42先後曾陸續推出十種衍生型，其中Mod1~6是六款早期試驗型，安裝在北安普頓號(USS Northampton CLC-1)輕巡洋艦以及四艘米契爾級(DL-2~5)領導驅逐艦上，稍後推出的雪曼級驅逐艦則使用Mod7與8，其中Mod8乃是在Mod7砲塔上整合一具射控雷達，但此系統從未發展成功，所以後來均遭到拆除。MK-42 Mod9首見於諾克斯級(Knox class)巡防艦上，換裝新的固態電子系統，使得系統重量得以降低 ，並以一支操縱桿同時負責砲身俯仰/迴旋（原本兩種動作各由一支操縱桿分開控制），砲塔內所需的裝填手也從Mod1~8的四人減為兩人。至於Mod10則是Mod7的改良版，在1970年代啟用。MK-42 Mod 1~6的砲班人數高達20人，後來經過改良，Mod 7降為14人， 至Mod9/10型再降為12人。MK-42系列搭配的射控系統包括MK-56、MK-63、MK-68，日後還可與MK-86相容；其中MK-42 Mod9的主要射控系統為MK-68艦砲射控系統，包含一具SPG-53射控雷達，可指揮艦砲射擊水面與空中目標。在服役初期，MK-42的砲塔頂端兩側各裝有一具指揮瞄準儀，其中右邊的負責防空射擊，左邊的則用於接戰水面目標，兩具半球型瞄準儀被戲稱為蛙眼(Frog Eye)；不過隨著高速噴射軍機日漸普及，五吋艦砲的防空效益遂大幅降低，所以美國海軍在1960至1970年代陸續將MK-42頂端右邊的防空瞄準儀取消，只保留左邊的水面目標瞄準儀。MK-42採用一門MK-18型五吋54倍徑砲身，砲身與砲尾是兩個獨立的部件，壽命達3070發；砲尾為立式楔形閂，不僅開啟、關閉方便，砲尾佔用空間也比較小。

由於MK-42結構複雜，早期據說以最大射速連續射擊時，頂多撐到第六、七發就幾乎必定卡彈，在越戰期間也是故障叢生，故只好在1968年將射速調降為每分鐘28發，問題便大幅改善；爾後的進一步調整中，MK-42只使用一 套進彈機構裝填時射速達17發/分，兩套機構輪流進彈時則為34發/分。除了傳統砲彈外，美國海軍也曾為五吋艦砲發展雷射導引砲彈與砲射誘餌，不過整個計畫於1989年取消。MK-42的後繼型是MK-45，雖然裝彈量與射速均減半，但系統重量輕、可靠度佳且自動化程度高。