Принцип работы автоматики был основан на использовании энергии пороховых газов, отводимых через отверстие в канале ствола.
Питание 12,7-мм пулемёта ШВАК производилось специально разработанными патронами 12,7×108R. Патроны к пулемёту ШВАК отличались от патронов к пулемёту ДК наличием на гильзе выступающего фланца (ранта, закраины), что было необходимо из-за особой системы извлечения патронов из ленты: с помощью винтового паза, в который входили фланцы гильз. Номенклатура и вид пуль у патронов к ШВАК совпадали с таковой у патронов к ДК. Пули по нормали пробивали броню толщиной 20 мм на дальности до 350 м, а БЗТ (бронебойно-зажигательно-трассирующие) — на дальности до 300 м. Дальность горения трассера пули БЗТ — до 1500 м. Пулемёт ШВАК изготавливался в крыльевом, турельном, синхронном и моторном вариантах. Крыльевой вариант предназначался для установки в крыле самолёта, турельный вариант устанавливался в турелях, башнях и других подвижных самолётных установках.
Пулемёт ШВАК оказался довольно эффективным оружием. Однако он имел ряд недостатков. Главными из них были:
Чрезвычайно большая сложность устройства отдельных узлов, особенно механизма питания и механизма отражения стреляной гильзы, что создавало проблемы при разборке и сборке.
Своеобразие конструкции пулемёта весьма усложнило его производство. Особенно велика была трудоемкость изготовления механизма питания и ствольной коробки.
При нарушении нормальной работы механизмов доступ к механизмам был крайне затруднён - в отдельных случаях для устранения задержек в стрельбе требовалась частичная или даже полная разборка.
В 1935—1936 гг. на базе 12,7-мм пулемёта ШВАК была создана 20-мм пушка ШВАК, запущенная в серийное производство в 1936 году. Через несколько месяцев после этого 12,7-мм пулемёт ШВАК был снят с производства.