日军研制掷弹筒其实源于日俄战争。日俄战争中，日军在进攻旅顺要塞时，遭受了重大伤亡，总兵力13万的日军居然损失了6万多人，光是夺取小小的203高地就伤亡了数万人。日军除了对俄军的马克沁重机枪印象深刻外，还对另一种俄军武器也记忆犹新，这便是47毫米迫击炮。当时俄军使用47毫米海军炮改装成的原始迫击炮炮击日军阵地，把日军280毫米榴弹炮发射过来的未爆炸炮弹打回去，一度造成日军恐慌。
战后，日军开始重视并研制各种口径的迫击炮。此外，第一次世界大战中残酷的堑壕战也让日军认识到，需要一种射程比手榴弹远，同时可以像迫击炮一样打击障碍物后目标的步兵支援武器，这便是掷弹筒。1921年日军研制出掷弹筒，命名为大正十年式掷弹筒。大正十年掷弹筒口径50毫米，仅重2.6公斤（非常轻便），最大射程为220米，并且造价也很低。大正十年式掷弹筒在日军中服役时间非常长，一直到二战结束。
大正十年式掷弹筒可以使用两种弹药，一是专用炮弹，二是九一式手榴弹。这点很强，日军步兵携带的手榴弹可以作为炮弹使用，这使得掷弹筒的战场持续射击能力得到明显提升。
在九一八事变中，日军使用了大正十年式掷弹筒。当时掷弹筒的价值还未得到实战认可，因此配备数量并不多，平均每个步兵中队只配备了3具，但轻机枪的数量多达15挺。不过实战是检验一切的标准，大正十年式掷弹筒在后续一系列的战斗中证明了自身的价值。战后日军开始增加掷弹筒的配备数量，并将掷弹筒下放到步兵小队使用。
不过大正十年式掷弹筒也暴露出射程太近的缺陷，战场安全距离不够，因此日军研制出改进型号——八九式掷弹筒。八九式掷弹筒口径同样为50毫米，但有了膛线，因此最大射程达到700米。八九式掷弹筒重4.7公斤，比大正十年式掷弹筒重不少，因此八九式掷弹筒又被称为重掷弹筒。
八九式掷弹筒第一次实战使用是1933年的长城抗战，在长城隘口争夺战中，日军的重炮使用受限，而掷弹筒正好可以发挥作用。作战中一线日军甚至将掷弹筒集中起来使用，当微型炮群使用，对我连排级阵地威胁很大，缺乏火力支援的中国守军很难抵御日军掷弹筒与轻机枪的组合进攻。八九式掷弹筒射速可达25发/分钟，十多具齐射火力很猛，集中于一点，几乎就是下弹雨。
在实战中屡试不爽后，日军增大了掷弹筒在部队中的配备数量，与轻机枪的配备比例达到1：1甚至更多。日军在每个步兵小队设立一个掷弹筒分队，每个分队的掷弹筒数量初期是2具、后来增加到3具，并且根据情况还会多携带1~2具。八九式掷弹筒产量很大，实际量产自1932年至1945年，总共生产了约12万具。日军基层部队（步兵中队/小队）的进攻战术就是掷弹筒与轻机枪组合，在日军老兵手中，掷弹筒的首发命中率高达80%。
不过掷弹筒的缺点也很明显，没有瞄准镜或是角度器，仅能凭经验射击，对于早期走精兵路线的日军来说问题不大。但全面抗战爆发后，特别到了二战时期，日军扩军太快加上老兵损耗较大，因此掷弹筒的命中率大幅下降。日军新兵评价：“使用掷弹筒要非常精巧的手艺”。
不过总的来说，掷弹筒胜任亚洲战场，在威力、适用性和经济上做到了最大的平衡，它和92式步兵炮成为了二战日军陆军的优秀装备。甚至在太平洋战场上也给美军造成很大麻烦。二战美军的单兵曲射火器射程最长者为M7枪榴弹，最大射程为150米，面对熟练使用掷弹筒的日军步兵，一般掩体无法有效防御曲射攻击的掷弹筒，同时掷弹筒的射程又让美军无法有效反制，近战距离造成不小的威胁。
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