但当XM16E1配发的数量在逐渐增加的时候，其名声都也在逐渐变得更坏，从1966年秋天开始，越南战场上频频传出M16出现故障的消息，许多关于战斗失利的报告都提到该枪的问题。在1967年5月，一名海军陆战队员所写的家信中就有这样的内容：
“我今天上船时刚好收到了你的信。从上个月的21号到今天我们都在实施一次行动。目前敌人伤亡很大，而海军陆战队的伤亡比较轻微所以我才能回到基地看报纸。让我给你一些统计数字看看为什么说伤亡轻微。在我们营里失去了接近1400人，有半数的人能回来。我们连里失去了250人，有107人回来。我们排里失去了72人，有19人回来。我想我的运气到头了，他们（死神）最后也会找上我的。可是，我只是被一块小弹片打中了。我希望我的伙伴们都可以说这样的话。
……信不信由你，你知道是什么东西杀了我们大部份的人吗？是我们自己的步枪。在我们离开冲绳岛之前，我们全部都配发了这种新式步枪——M16。实际上我们发现几乎每个人的死的时候都在维修他的步枪——因为他的步枪出故障了。有一位跟我们在一起的女记者拍下了这些照相，五角大楼发现后不让她公开这些照片。他们说不希望会影响到美国公众的情绪。这不是很可笑吗？”
柯尔特公司立即派出几个专家小组奔赴现场，美国参议院武装部队委员会、《美国步枪手》杂志等也派人前往调查、采访。当时M16存在的主要问题有：弹膛污垢严重、卡壳、拉断弹壳、弹匣损坏、枪膛与弹膛锈蚀、缺少擦拭工具，尤其在恶劣条件下，情况更为严重。此时，由凯萨琳·利莱（Catherine Leroy）拍摄的这些照片在巴黎《竞赛》杂志上公开，消息传到国内，一片哗然，批评M16的浪潮此起彼伏，尤其是反对采用小口径的人推波助澜、添油加醋。
这些故障的原因是多方面的，越南气候潮湿，温度高，若不注意擦拭维护，很容易使枪生锈，但将改用步枪弹发射药是主要原因。M16原本所用的M193枪弹原装杜邦公司的IMR4475单基管状药，这种药燃速快、压力曲线升得快、残渣少。不久，杜邦公司通知陆军说他们无法大量生产IMR4475。1964年1月，陆军决定采用奥林公司的WC846双基球形药，他们认为这种发射药易于生产，成本低，而且燃速慢，降低了峰压，有利于提高枪管寿命，而且原本T65枪弹也是使用这种发射药的。但事与愿违，M193弹采用WC846药后便出现了很多问题：球型发射药燃烧后会在M16的枪管和导气管中留下一些粘粘的残渣，由于枪管没有镀铬，而导气系统又没有相应的维护装备和适合的润滑物，因此很难迅速使步枪恢复正常使用状态；由于球型发射药的弹道特性导致导气孔的压力，加上缓冲装置重量很轻，M16的全自动射速从正常状态下的每分钟750-850发大大提到到每分钟850-1000发；另外由于枪机开锁时剩余膛压高，残渣也增加了膛壁与弹壳之间的磨擦力，因此经常出现卡壳和断壳现象；此外，对M16的生产全过程缺乏一个有效的管理体制导致的质量问题也是一个重要原因。
斯通纳本人对于改用发射药一直存有遗憾，据说他曾与众议员弗郎克维有过一段对话。当时斯通纳正在翻看改变发射药后的M16步枪技术数据：
弗郎克维：您的意见如何？
斯通纳：我建议还是不改为好。
弗郎克维：陆军已经决定这样办了。
斯通纳：既然已经决定还征求意见干什么？
弗郎克维：我想如果您能同意，我会感到舒服些。
斯通纳：好，那就让我们两人都不舒服吧！
除上述原因外，装备M16的部队缺乏必要的训练和指导以及缺少维护装备也导致M16在战斗中出现了很多戏剧性的故障。斯通纳系统的优点是枪机和机框形成的“活塞”在枪膛轴线上运动，这样枪机组在运动过程中质心变化小，不会对精度造成不利的影响，而且没有独立的活塞也使得结构简单和减少活动部件。但该系统的缺点是火药气体直接进入枪机组，很容易在枪机组内积碳，因此，M16需要经常清洁和润滑以确保其可靠运作。使事情变得更糟的是，军队被告知这种太空时代的武器不必清理，因此没有配备相应的维护装备。如果仍然用最初的IMR发射药这倒可能是真的，但偏偏现在使用了比较“脏”的球形药。结果，M16经常在战场上卡壳。
但不管是什么原因，现在对于M16的争辩再一次风起云涌，斯通纳的最新设计斯通纳63武器族被送去越南试验，而SPIW的钢矛试验武器计划被重启。幸运的是，这一次对待M16的问题却表现得比对待M14要冷静得多。针对M16在战斗中表现出来的问题，一个由国会组成的委员会于1967年5月15日开始着手调查，首席代表是密苏里洲的民主党员理查德·伊萨霍特（Richard Ichord）。他在本宁堡和彭德尔顿营进行测试观察M16的故障，并直接专程前往越南评定问题，调查委员会在1967年6月下旬提交报告，陈述“看上去所谓问题重重的M16其实是一支非常优秀的步枪，其在应用中发现的种种问题均由部队内部管理不善所致。”
但抽壳困难和射速的问题是由设计的缺陷引起。为了解决设计中的一些问题，M193弹中容易产生残留物的含钙元素的碳酸盐的含量由原来的1%减少到0.25%，这样就使M16导气管的堵塞现象减少了一半，抽壳困难的现象也得到了解决。柯尔特公司也对M16本身进行了改进，例如重新设计缓冲器（即复进簧导管），使射速降低到正常状态；设计一种维护工具以及新的枪托，使清洁工具能贮存于步枪内；膛线缠距由14英寸改为12英寸；严格控制生产工艺，提高产品质量。最后，还制订了一项“应该如何正确地维护M16”的庞大训练计划，并印制了一份连环漫画式的步枪维护手册发给士兵，这项措施是关于操作问题的最终解决方法。
也许对M16A1的最重要的变化是弹膛镀铬，后来干脆枪膛完全镀铬。这项改进其实早在最初的“齐射”计划时已经提出过，但由于不划算而被放弃。当时还没有可靠的方法去给直径小的.224枪管镀铬。镀铬的真正价值在于防止弹膛腐蚀，当弹膛内由于锈斑、沙、污垢、或机械加工痕迹会增加摩擦系数，粗糙的弹膛加上约翰逊/斯通纳式枪机缺少预抽壳动作、以及5.56mm弹的弹壳锥度过小，许多士兵发现经常在打了第一发弹后就会粘膛。而枪膛镀铬后则不容易生锈，而且也减少了摩擦，弹膛内残留的污垢很容易随着挤压动作与弹壳一起抛出。
在操作性能和生产问题上所作的努力，使得M16/M16A1的可靠性问题迅速减少，虽然名声还是很差。但M16开始在实战中证明它的可靠性能够达到使用要求。在1967年8-9月期间，有关调查人员再次在越南战场上调查士兵对M16的意见，调查小组会见了超过21,00名士兵，只有38人表示换掉他们的M16步枪，但其中的35人表示想要的只是XM177型——这是M16的缩短型。
在解决了故障频频的问题后，下一个最迫切的问题，就是如何把更多的步枪交到正需要它们的步兵团的手上。直到1966年，柯尔特公司都是M16/M16A1的唯一生产商，月产25,000支。1967年6月30日，美国政府购买了M16枪族的专利、特许生产权和TDP（Technical Data Packages，包括生产图纸、工艺文件在内的详细技术资料），这样他们就可以指定其他承包商来生产更多的步枪，使部队能更快地获得大量新武器。由于担心饭碗被抢走，柯尔特公司的员工马上展开了持续两个月的罢工来反对这项决定，不过美国陆军最终还是增加了两个生产M16的承包商。在1968年4月，通用汽车公司的Hydramatic分部（Hydramatic Division of General Motors Corporation）和哈灵顿·理查森公司（Harrington & Richardson）开始生产M16/M16A1，月产分别为25,000支。1969年柯尔特公司扩建，M16的月产量达到50,000支。1970年5月，三家公司的最高月产量达到89,000支。到1971年，通用公司和哈灵顿公司相继停产M16/M16A1，而柯尔特则仍在为美军提供M16/M16A1步枪，直到1988年。
