Стратеги того времени быстро оценили возможности разнообразных метательных машин и стали активно применять их и в борьбе с флотом противника: вначале массированный обстрел с установленных на берегу и на стенах крепостей орудий был призван воспрепятствовать высадке войск с кораблей на берег. Позже катапульты и баллисты стали ставить и на сами корабли — их огонь должен был удерживать флот врага на расстоянии, не давая ему приблизиться для тарана и абордажного боя. Так в 414—413 годах до н. э. при осаде афинянами Сиракуз метательные машины были применены и флотом против берега, а первый случай использования боевых метательных машин на кораблях в морском бою был документально зафиксирован в 406 году до н. э. в ходе Пелопоннесской войны.
Новый шаг в применении метательных машин в морском бою сделал Деметрий I Полиокрет (ок. 337—283 годов до н. э.) — македонский царь из династии Антигонидов. Именно он начал строить огромные боевые корабли, которые вооружал метательными машинами. Деметрий кардинально пересмотрел тактику морского боя, в которой тогда ставка делалась на скорость и маневренность, таранные удары и скоротечный абордажный бой. В битве возглавляемой им фригийской флотилии с флотом Птолемея I при Саламине Кипрском в 306 году до н. э. Деметрий, введя в строй свои «дредноуты», впервые добился победы в морском сражении только с помощью «артиллерии»: плавучие батареи — десять шестирядных и семь семирядных судов — не дали египетскому флоту выйти на таранный удар, оттеснили его к берегу и уничтожили. Численность египетской флотилии достигала нескольких сот кораблей. Уже после этой битвы Деметрий I построил несколько «левиафанов-катамаранов» с экипажем около 4000 человек каждый. На соединявшей корпуса катамаранов платформе умещалось большое количество метательных машин и солдат. После поражения Деметрия I его корабли-гиганты еще долгие годы «ходили по рукам», властвуя на просторах Средиземноморья и неся смерть и разрушения.
Примерно в это же время на смену триерам пришли более крупные корабли с боевыми площадками на носу и даже с целыми боевыми башнями, на которых устанавливались метательные машины — катапульты (или станковые луки). Для стрельбы из них использовались стрелы длиной 44—185 сантиметров и весом до 1,5 килограмма. Максимальная дальность стрельбы достигала 300—400 метров, но наиболее эффективно огонь велся на расстоянии до 150 метров. А в III веке до н. э. по указанию правителя Сиракуз был построен огромный 8-башенный корабль с мощной катапультой, метавшей большие ядра и огромные копья. Техническое оснащение этого корабля проводилось под непосредственным руководством знаменитого Архимеда.