W 1923 Diegtiariow rozpoczął konstruowanie własnego ręcznego karabinu maszynowego, który w 1927 przyjęto na uzbrojenie Armii Czerwonej pod oznaczeniem DP (Diegtiariow piechotnyj). Konstrukcja ta postawiła Diegtiariowa wśród czołowych radzieckich konstruktorów broni strzeleckiej. DP, wyróżniający się charakterystycznym magazynkiem talerzowym, zwany potocznie diegtariewem, był podstawowym rkm–em armii radzieckiej podczas II wojny światowej.
Na bazie rkm–u DP Diegtiariow opracował lotniczy karabin maszynowy DA z 1928 (dla strzelców-obserwatorów), następnie w wariancie podwójnie sprzężonym DA–2. Znacznie szerzej rozpowszechniony stał się czołgowy karabin maszynowy DT z 1929 (Diegtiariow tankowyj), stanowiąc uzbrojenie radzieckich czołgów do lat powojennych.
Od 1929 Diegtiariow opracował kilka wzorów pistoletów maszynowych, z których względnie udany PPD-34 został wprowadzony w niewielkich ilościach na uzbrojenie Armii Czerwonej, następnie w zmodernizowanych wariantach PPD-34/38 i PPD-40. Ten ostatni został po wybuchu wojny wyparty przez bazujący na nim, lecz prostszy konstrukcyjnie pistolet maszynowy PPSz Szpagina.