Модель М-1, в сущности, была воспроизведением французской «Доннэ-Левек», но русская версия была более короткой и с измененным профилем крыльев. Двигатель «Gnome» развивал 50 лошадиных сил. 1 июня 1914 года лейтенант И.Н. Кульнёв облетал лодку в Либаве (ныне Лиепая), и вскоре ее зачислили в состав авиации Балтийского флота под обозначением Щ-1. Единственный экземпляр лодки был разбит в аварии 2 декабря того же года лейтенантом А.А. Тучковым на острове Эзель.

Уже после начала Первой мировой войны, в августе 1914-го, началась постройка второго гидроплана М-2. Он отличался от первого обводами, увеличенным размером фюзеляжа и площади крыльев, двигатель «Clerget» развивал 80 лошадиных сил. Испытания М-2 31 августа закончились трагически – погиб летчик П.В. Евсюков. Тем не менее было построено еще три экземпляра М-2, которые до конца 1915 года служили на Балтийском флоте, а затем были перебазированы на Черноморский.

Два следующих гидроплана, в сущности, были попытками улучшить М-2. На М-3 поставили более мощный 100-сильный двигатель и изменили профиль крыльев, но мореходность гидроплана стала хуже. После этого Григорович попытался еще раз изменить профиль крыльев, установил новый стабилизатор и на рубеже 1914 и 1915 годов доработал обводы корпуса М-3. Так получился М-4, который после прошедших весной 1915-го испытаний был построен в четырех экземплярах – два для Черноморского флота и два для Балтики.

С каждой новой моделью гидроплана Дмитрий Григорович совершенствовался как конструктор. Ведь работа над гидропланами во многом была намного сложнее проектирования обычных самолетов – их создателю нужно было добиваться не только высоких полетных качеств, но и хорошей мореходности и остойчивости. Всё получилось на пятой модели – М-5, которая была построена практически параллельно с М-4, в апреле 1915 года. По сравнению с предыдущими машинами на ней была увеличена площадь нижнего крыла, снижена высота редана и улучшены скулы фюзеляжа. Двигатель «Gnome Monosonpape», впервые опробованный на М-3, развивал 100 лошадиных сил и разгонял гидроплан до 105 километров в час. Двухместная летающая лодка длиной 3,6 метра весила 960 килограммов, могла набирать высоту до 3,3 километра и держаться в воздухе четыре часа.

Конструкция М-5 получилась исключительно удачной. Гидроплан был простым в управлении, легко отрывался от водной поверхности при волне высотой 50 сантиметров, его корпус отличался высокой мореходностью и плавучестью. Это позволяло с одинаковым успехом применять М-5 как в качестве вооруженного пулеметом морского разведчика, так и как учебный гидроплан.

Первый боевой вылет М-5 состоялся 12 апреля 1915 года. Поскольку достоинства машины были очевидны, Военное ведомство сразу же разместило крупный заказ на ее производство, и в июле 1915 – июне 1917 годов Черноморский флот получил 71 гидросамолет. Всего же на флот отправились 183 таких гидроплана. Уже к осени 1915-го боевые вылеты М-5 на Черном море стали обыденностью. Обычно в полет летчики брали, помимо пулемета, две бомбы и портативные фотоаппараты. Если требовалось совершить полет вблизи вражеских берегов, М-5 брали на борт первые русские гидрокрейсеры «Император Александр I» и «Император Николай I». Правда, полноценными авианосцами они не были, так как М-5 взлетали и садились на воду, а не на палубы кораблей.

Боевое применение М-5 было весьма успешным. Так, 6 февраля 1916 года 11 гидропланов совершили налет на турецкий порт Зонгулдак. За двадцать минут морские летчики сбросили на цели 38 бомб, уничтожив большой транспорт «Ирмингард» и несколько парусников. Ни один самолет потерян не был.