Після успішного застосування 20-мм гармати Flak 30 в Іспанії, німецькі розробники вирішили удосконалити її, збільшивши скорострільність. При цьому за ту ж одиницю часу в ціль могли випускатися більше снарядів, що збільшувало вірогідність її поразки. Модернізацією знаряддя зайнялася фірма «Маузер», моделі якої славилися своєю ефективністю. В результаті швидкість стрільби підвищилася з 280 до 420 пострілів в хвилину. Після цього було вирішено замість одного ствола застосувати в зенітній установці два, що ще удвічі підвищувало кількість металу, випушенного за одиницю часу. Остаточний варіант знаряддя був вже чотирьохствольним і в сумі випускав близько 1680 снарядів в хвилину. Для його транспортування використовувався спеціальний причіп, причому в екстрених випадках гармата могла вести вогонь прямо з нього. Проте, для ефективнішої стрільби було краще встановлювати її на землю. Спочатку в зенітній установці використовувався електричний приціл з обчислювачем, але під час війни він, як правило, замінювався на більш простий.
Тактико-технічні характеристики 20-мм зен. гармати Flak-38