Винтовка МосинаС освоением бездымного пороха происходил переход к боеприпасам уменьшенного до 8 мм калибра. В феврале 1890 г. конструктор Сергей Иванович Мосин создал под патрон калибра 7,62 мм (трёхлинейный по дюймовой шкале) пятизарядную винтовку с серединным магазином. Комиссия по выработке малокалиберного ружья (так с 1889 г. назывался вышеупомянутый экспертный орган) обратила на неё внимание.

16 апреля 1891 г. винтовка системы Мосина была принята на вооружение русской армии.
Рождение превосходной винтовки Мосина поставило армию России на одно из первых мест в Европе по качеству стрелкового вооружения. Изобретатель был удостоен Михайловской премии и ордена Владимира III степени. Из капитанов он был произведён в полковники.

Винтовка Мосина производилась всеми отечественными оружейными заводами. Кроме того, полмиллиона винтовок по заказу российского правительства изготовили во Франции. Выпускали мосинскую «трехлинейку» в трех вариантах: пехотном, драгунском и казачьем. Последний совсем не имел штыка для рукопашного боя. Его казаку заменяли пика и шашка. В 1907 году был утвержден образец короткоствольного карабина, базой для которого послужила драгунская версия винтовки. Длина карабина составляла всего 1020 мм. Он был без штыка.

В конструкции мосинской винтовки для предотвращения подачи из магазина в ствольную коробку сразу двух патронов была предусмотрена специальная отсечка-отражатель. Это уникальное устройство, превосходившее все известные тогда механизмы, действовало безотказно.

В 1910 г. провели модернизацию, которая почти не изменила облика винтовки, но повысила её боевые качества. Делалось это для использования боеприпасов с остроконечными пулями. Такие патроны появились в России в 1908 г. как плод двухлетней работы специальной комиссии во главе с генералом А. Керном. По сравнению с прежними тупоконечными боеприпасами они имели большую (почти на 42%) дальность прямого выстрела и пятикратно возросшую пробивную способность. Поэтому пришлось поменять прицел. Был выбран рамочный прицел конструкции В. П. Коновалова. Он обеспечивал поражение целей на расстоянии до 3200 шагов (2276 м).

Очередную модернизацию мосинская «трёхлинейка» претерпела уже в советское время, в конце 20-х гг. И с апреля 1930 г.  винтовка продолжила службу в Красной армии под наименованием «7,62-мм винтовка образца 1891—1930 гг.». Изменения были незначительны: новая мушка и секторный прицел, усиленное крепление штыка и т.п. В 1939 г. для Красной армии был утверждён 7,62-мм карабин образца 1938 г., созданный на основе винтовки 1930 г. Модернизированная винтовка Мосина и карабин с успехом применялись советскими войсками на протяжении всей Великой Отечественной войны.