该枪由日本防卫厅设计，并作为日本标准制式步枪逐渐取代64式自动步枪。它采用导气式工作原理，闭锁方式为枪机回转式；独特的导气系统确保作用于导气活塞的初冲量较小，以降低后坐力并提高武器的寿命。

该枪有固定枪托型和折叠枪托型，二者都装有两脚架。该枪的另一个独特之处是采用独立的三发点射装置，这样如果该装置出现问题，也不会影响单发射击和连发射击。

在越南战场上，美军M14自动步枪的火力被越军AK47突击步枪的猛烈火力压制，此事激怒了美军首脑。1961年，美国陆军采购一批阿玛莱特AR15(M16)5.56毫米步枪，投入越南战场试用。这是世界上第一支小口径军用步枪，实战表现良好。在这样的背景下，日本名古屋的丰和机械有限公司，于1965年亦着手研制使用5.56毫米枪弹的新型步枪。研制的基本方针是以美国阿玛莱特公司的AR18(阿玛莱特公司针对AR15的缺陷，广泛采用新技术设计的自动步枪)为基础，要求新枪具有单发、连发和点射的功能。

经过21年的研制，该研制项目于1986年被列入日本陆上自卫队轻武器装备现代化计划，1987年制成最后的试验枪HR-16式，1988年交自卫队进行实用试验，1989定型，并命名为89式，作为制式步枪，陆上自卫队首批订购4500支。目前，该枪仍在生产并装备自卫队。