Експерименти із зброєю більшого калібру, чим 7,92 мм, конструктори багатьох фірм в умовах строгої секретності почали проводити ще до того, як фашистська Німеччина вийшла з складу Ліги Націй, ввела військовий обов'язок і стала все більш відкрито готуватися до війни. Ці досліди ґрунтувалися на тому, що підтвердився пізніше на практиці припущенні, що інші країни, як і Німеччина, незабаром стануть використовувати при будівництві своїх транспортних літаків, бомбардувальників, винищувачів і літаків розвідників матеріал, що витримує дію куль.Тому були розроблені кулемети калібру 13 і 15 мм, використовувалася бортова зброя типів FF і FFM калібру 20 мм, що випускалося за швейцарською ліцензією, а з 1930 року на літаках стали встановлювати знаряддя калібру 30 мм, розроблені в Германії. Спочатку це була зброя типів МК 101 і МК 103, а пізніше — допрацьована версія МК 108.Знаряддя останнього вказаного типу були основним озброєнням тих літаків, на виробництві яких належало зосередитися відповідно до надзвичайної програми, прийнятої в березні 1945 року.Авіаційні кулемети моделі 151 були розроблені конструкторами Mauser Werke AG, з 1940 року випускалися в місті Оберндорфі, а пізніше також шістьма іншими фірмами. До кінця війни тільки підприємство з міста Оберндорф поставило майже 39500 одиниць цієї зброї, з них 1272 одиниці в 1941/42 році, 2765 — в наступному, 4706 — в 1942/43-м, 16945 — в 1943/44-м і ще 13650 одиниць до квітня 1945 року. У попередньому році, коли німецька індустрія озброєння досягла найбільшого об'єму виробництва, озброєні сили отримали близько 19 тис. кулеметів цього типу.Кулемети призначалися в першу чергу для оснащення винищувачів, бомбардувальників, літаків-розвідників і винищувачів-бомбардувальників як рухома і нерухома бортова зброя. З 1940-1941 років ці кулемети стали штатним озброєнням німецьких літаків.Автоматика MG-151 працює за рахунок віддачі ствола при короткому його ході. Замикання каналу здійснюється поворотом бойової личинки. Подаючий механізм повзункового типу з двосторонньою подачею стрічки.Зброя оснащена стволом, що відводиться назад, і обертається затвором, що замикається. Сам кулемет складається з двох рухомих і чотирьох нерухомих основних вузлів. Ствол і затвор рухомі, а корпус, кришка, електричний перезаряджаючий пристрій і електричний спусковий пристрій нерухомі. Ствол і затвор переміщаються в корпусі в подовжньому напрямі. Їх жорстке замикання здійснюється за допомогою замикаючої деталі, що розташованої в корпусі і також подовжньо переміщається. Затвор складається з двох частин: головки затвора, що обертається, і що рухається по прямій остову. У передній частині корпусу розташована поворотна пружина ствола і фрикційна кільцева пружина, а в задній частині, окрім ствольної і буферної пружин - буфер затвора (для поглинання енергії віддачі рухомої системи), який зібраний з конічних розрізних кілець. На кришці, що закриває корпус, розміщені замикаюча пружина з пружинною гільзою, ручний завод пружини і пристрій транспортування патронної стрічки. Електричний перезаряджаючий пристрій закріплений на кришці зліва, а електричний спусковий пристрій — справа.Як тільки постріл зроблений, ствол і затвор в замкнутому положенні переміщаються назад до тих пір, поки куля не мине дуло. У цей момент обидва язички головки затвора на роликах ковзають по кривій направляючого кільця. При цьому головка затвора обертається, ствол і затвор відокремлюються, а замикаючій деталі додається прискорення. Ствол ковзає в своє переднє положення, а затвор з великою швидкістю спрямовується назад і ударяється в буфер.Під час зворотного ходу з патронника вилучається гільза, викидається із зброї вниз, а стрічка зрушується на одну ланку. При русі вперед затвор вставляє в ствол новий патрон з патронника. Після цього головка затвора повертається, і затвор з'єднується із стволом.Коли остов затвора досяг свого переднього положення, ударник виходить з отвору головки затвора і запалює патрон. Перешкода, викликана відмовою стрічки, автоматично усувається за допомогою електричного пристрою перезарядження, коли стрілець відпускає кнопку твору пострілів.Займання патрона може здійснюватися механічно за допомогою ударника або електрично за допомогою запалюючого струму. Для цього потрібний відповідний затвор. Якщо стрілець замінює затвор, призначений для механічного займання, і за допомогою запалювальної проводки встановлює контакт між корпусом зброї і джерелом в запалювального струму, то кулемет переводиться на електричне займання. Для самостійного перезарядження і зведення зброя повинна бути підключена до електричного пристрою дистанційного керування. Проте також можливе ручне перезарядження і зведення.Система електроспуску, що була на авіаційному варіанті кулемета, була замінена механічним спусковим механізмом, що забезпечує ведення тільки безперервного вогню.Так само легко, як і перехід з механічного на електричне займання, стрілець може переобладнати зброю моделі 151 в модель 151/20. Для цього йому потрібно тільки замінити ствол. Довжина кроку скручування ствола, призначеного для стрільби 15-мм патронами, складає 500 мм, а довжина самого ствола —1254 мм; довжина кроку скручування ствола для стрільби патронами калібру 20 мм складає 570 мм, довжина самого ствола рівна 1104 мм.Живлення кулемета патронами при стрільбі здійснюється з гнучкої металевої стрічки з напівзамкненою ланкою (ланки нероз'ємні). Її об'єм залежить від призначення використання і застосування зброї як одиночна, спарена або потрійна конструкція. Зброя в одиночного виконання найчастіше оснащувалася стрічками, що вміщали 250 патронів.Різке падіння виробництва озброєнь, що наступило в кінці 1944 року, примусило керівництво Вермахту використовувати запаси авіаційного озброєння, що зберігалося на складах Люфтваффе. Йшлося перш за все про авіаційні кулемети MG 151, що випускався в модифікаціях MG 151/20 і MG 151/15 калібру 20 і 15 мм відповідно. За станом на 1 грудня було 16 020 кулеметів MG 151 обох модифікацій, які не знайшли застосування як авіаційне озброєння у зв'язку з переходом промисловості на виробництво нових реактивних літаків Ме 262, Ме 162, Ar 234 і винищувачів з поршневими двигунами Та 152. Ці літаки озброювалися могутніми 30-мм аерогарматами МК 108. Для кулеметів MG 151 були і вельми значні запаси патронів: 5 565 000 шт. калібру 15 мм і 55 046 000 шт. калібру 20 мм.Створений в терміновому порядку піхотний варіант кулемета був авіаційний кулемет MG 151, встановлений на легкий двоколісний лафет. Серійне виробництво лафетів здійснювалося фірмою «Дойче Ваффенунд Муніционс фабрікен» в місті Позен (Познань). Лафет був забезпечений щитовим прикриттям, що складається з двох листів броні, що скріпляють з проміжком між ними. Для забезпечення більшої стійкості при стрільбі до кулемета були прикріплені наплічники.До кулеметів обох моделей були різні боєприпаси. Це гранатні патрони з бронебійними, запальною або розривною кулею, частково з трасуючим, частково з ефектом, що світиться, які після польоту на відстань до 1200 м саморозпадались; крім того, існувала безліч типів розривних гранатних патронів різного виконання відносно як пробивній потужності, так і відносно маси, початкової швидкості кулі і інших параметрів.У боєкомплект кулемета входили 20-мм снаряди: ОЗТ вагою 115 г, що містить 2,3 г вибухової речовини; фугасний вагою 92 г, такий, що містить 18-20 г вибухової речовини; бронебійний вагою 115 г, такий, що містить 4,5 г вибухової речовини; запалювальний вагою 115 г, такий, що містить 3,6 г фосфору або 6,2 г електрона.Унаслідок високої скорострільності і великої потужності вживаних боєприпасів кулемети MG 151 були грізною зброєю, ефективність якої, втім, знижувалася із-за примітивної конструкції лафета і невисоким досвідом розрахунків (кулемети MG 151 поступали перш за все на озброєння батальйонів фольксштурма). Також кулемети MG-151/20 виготовлялись за ліцензією в Японії. Ними було озброєно декілька типів японських винищувачів, включаючи KI-61 (дві 20-мм гармати MG-151 і два 7,7-мм японських кулемета "тип 89").