Идея вращения снаряда для его устойчивости в полете, а значит, и меткости стрельбы была реализована еще в Древней Руси. К оси стрелы прикреплялись разрезанные пополам перья птиц. Благодаря их крестообразному размещению стрела вращалась в полете и точно попадала в цель. Но лишь в 1498 г. для устойчивости пули в полете венский оружейник Гаспар Цольнер впервые изобрел прямые нарезы в канале ствола ружья. В середине XVI в. немецкие оружейники Коттер, Кольнер и Даннер изобрели винтовые нарезы в канале ствола ружей.
К этому же времени относится появление «винтовальных» пищалей в Русском государстве. С такими ружьями охотились во времена царя Алексея Михайловича. Однако на вооружение армии «винтовальные» фузеи поступили лишь при Петре I.
В 1807 году англичанин Форсайт изобрел замок нового типа — ударный. В США и Великобритании этот замок усовершенcтвовали и создали к нему новый капсюль из железа и меди. Это позволило уменьшить утечку пороховых газов и увеличить дальность полета пули, повысить скорострельность и т.д. В России в середине ХIХ в. первые капсюльные ружья производились на Сестрорецком оружейном заводе под руководством генерал-майора Аммосова. К концу Крымской войны (1856 г.) русские солдаты были вооружены нарезным оружием, которое получило название «винтовки».
Время диктовало необходимость постоянного совершенствования стрелкового вооружения. В 1851 г. русское командование заинтересовалось системами многозарядных ружей американских и бельгийских конструкторов. К тому времени появился металлический патрон, испытанный в гражданской войне в США (1861-1865 гг.). В связи с этим обстоятельством в Североамериканские соединенные штаты были командированы талантливые русские инженеры капитаны А.П.Горлов и К.И.Гуниус. Именно они в дальнейшем усовершенствовали (внеся 25 дополнений) в американскую винтовку Х.Бердана.
Винтовки Бердана отличались удобством заряжания с казенной части и переходом с четырехлинейного калибра (10,67-мм) на трехлинейный калибр — (7,62-мм). В 1869 г. появляется скользящий затвор, а в 1870 г. на его основе винтовка Бердана № 2 («чистень Бердань нумер два», как ее называли в русской армии).
К тому времени лучшие оружейники мира работали над тем, как перейти от однозарядной винтовки к магазинной. Первая такая винтовка была разработана бельгийским изобретателем и фабрикантом Леоном Наганом. В России аналогичное оружие изготавливалось на Тульском и Сестрорецком оружейных заводах стараниями штабс-капитана Сергея Ивановича Мосина.
К 1887 году Мосин прекратил переделку «берданки» и приступил к конструированию совершенно нового типа винтовки под разработанный к тому времени унитарный 7,62-мм патрон. Новое оружие рождалось в противодействии с конкурентами ( как внутренними, так и внешними). Не раз и не два в лабораторию Мосина стремились проникнуть подозрительные лица, но каждый раз охрана завода останавливала и выпроваживала непрошеных визитеров.
В 1890 году Мосиным была сконструирована и внедрена уникальная деталь — отсечка-отражатель в качестве части подающего механизма для отражения стреляной гильзы. В том же 1890 году винтовка Мосина проходила практические (войсковые и полигонные) испытания.
Военный министр генерал-адъютант П.С.Ванновский разрешил совместные испытания винтовок Мосина и Нагана, в глубине души надеясь, что «русское чудо» не выдержит проверки. Стрелки произвели по 2088 выстрелов. Винтовка Мосина — 65,7 процента попаданий, а винтовка Нагана — 63,8 соответственно.
В 1891 году официальные испытания на стрельбище Императорского Финляндского стрелкового батальона, в присутствии императора Александра III, подтвердили превосходство конструкции Мосина. На следующий день Сергей Иванович был приглашен во дворец, и царь лично поблагодарил изобретателя.
6 апреля 1891 года винтовка образца 1891 года была утверждена военным министерством и принята на вооружение русской армии. После этого на изобретателя пролился «золотой дождь» наград. В августе 1891-го Мосин произведен в полковники, ему вручены единовременная денежная награда в размере 50 000 рублей, орден Св. Владимира III степени. Вслед за этим изобретателю присуждается Большая Михайловская премия, которая вручалась раз в пять лет за лучшие изобретения в области артиллерии.
Мосин сумел быстро организовать массовое серийное производство своих винтовок, сэкономив при этом казне до 6 млн рублей. Созданные им лекала позволили обеспечить полную взаимозаменяемость деталей оружия, которые изготавливались на различных заводах, что позволило сэкономить казне еще порядка 7-8 млн рублей.
В 1894 году Сергея Ивановича назначают начальником Сестрорецкого оружейного завода (сегодня — инструментальный завод им. Воскова), а в 1900 г. производят в генерал-майоры. Однако вскоре Сергей Иванович слег от воспаления легких и 26 января 1902 г. умер.
К тому времени уже завершилось перевооружение завода для массового выпуска винтовок Мосина и к 1904 году на Тульском, Ижевском и Сестрорецком заводах выпустили более 3 млн винтовок. Кроме этого примерно 500 000 было выпущено по заказу русского правительства на предприятии французской фирмы «Шательро».
Знаменитая трехлинейка начала долгий боевой путь с Дальнего Востока, с ней русская армия воевала под Порт-Артуром, на Ляояне и при Мукдене, в сражениях первой мировой войны. Эту винтовку отличали высокие баллистические качества и безотказность, однако совершенствование конструкции продолжалось. В 1907 году создаются четыре модификации винтовки: пехотная, драгунская, казачья и карабин. В 1922-м, после окончания Гражданской войны в РСФСР, в войсках из трех модификаций оставили одну — драгyнскую, хотя в некоторых частях на вооружении оставался и карабин.
В 1924 г. на расширенном совещании Артиллерийского комитета РККА с участием представителей инспекции пехоты, стрелково-тактического комитета, школы «Выстрел» и промышленности были намечены пути совершенствования винтовки Мосина. Участники совещания пришли к выводу, что необходимо вносить лишь те изменения в конструкцию оружия, которые диктуются объективными обстоятельствами и принципиально не влияют на производство. Модернизация винтовки Мосина была поручена опытным мастерам-оружейникам Е.К.Кабакову, И.А.Комарницкому, А.И.Осинцеву и И.А.Федорцеву.
Рамочная патронная обойма была заменена на пластинчатую, в шомпольный упор был введен особый стержень для предохранения от перекашивания, рамочный прицел был заменен секторным с более прочной прямой рамкой, закрепленной боковыми секторными рамками прицельной колодки.
В 1927 году винтовка с усовершенствованиями была изготовлена и направлена на полигонные и войсковые испытания. Они успешно завершились в 1928 году. 28 апреля 1930 г. приказом Реввоенсовета СССР модернизированная винтовка была принята на вооружение Рабоче-Крестьянской Красной Армии и Флота, а также войск Пограничной охраны ОГПУ-НКВД с присвоением ей наименования «винтовки о6разца 1891-1930 годов».
В 1931 году на вооружение был принят снайперский образец винтовки Мосина. Он отличался от штатного особой выделкой канала ствола, 6oлee строгими допусками при производстве, отогнутой вниз рукояткой затвора и наличием оптического прицела — сначала ПТ, потом ВТ и ПУ. В 1940 г. на самозарядной винтовке системы Токарева также был установлен оптический прицел ПУ, но по меткости и кучности боя она уступала мосинской того же назначения. В массовом производстве в период 1941 — 1945 гг. находилась винтовка Мосина образца 1931 года.
26 февраля 1939 г. по приказу наркома обороны специальные войска (кавалерия, связь, артиллерия) получили на вооружение карабин образца 1938 года, который отличался от винтовки бoлee коротким стволом и меньшей массой.
В преддверии Великой Отечественной войны производство винтовки Мосина неуклонно росло: в 1931 г. было произведено 154 000 стволов, в 1938 г. — уже 1 124 664, а в 1940-м — 1 375 822. Наряду с автоматическим оружием винтовка 1891-1930 гг. занимала прочное место в арсенале РККА и войск НКВД и являлась основным оружием стрелка для поражения живой силы противника огнем и штыком.
Однако, как показал опыт Великой Отечественной войны, винтовка образца 1891 — 1930 гг. была неудобна при ведении боя в блиндажах, ходах сообщения, в городе и при преодолении различных препятствий. В ходе специального опроса, проведенного на фронте, выяснилось, что большинство солдат, сержантов и офицеров — участников рукопашных схваток настойчиво требовали замены винтовки на карабин с неотъемно-откидным штыком.
В мае 1943 г. были проведены полигонные испытания различных конструкций штыков, лучшим из которых был признан штык конструкции Н.С.Семина. Он-то и был принят на вооружение к 7,62-мм карабину Мосина. Лишь после войны магазинные винтовки уступили пальму первенства автоматическому оружию.
В послевоенное время на основе трехлинейки на оружейных заводах выпускали охотничьи винтовки и карабины, а также спортивные образцы. Наибольшую популярность в этом виде получили ижевские образцы — Би-59 (конструктор А.С.Шестериков). Би-7,62 и Би-6,5. С этим спортивным арсеналом чемпионами мира, Европы и Олимпийских игр становились выдающиеся советские спортсмены, «динамовцы» А.Привалов, В.Меланин, В.Манатов и А.Тихонов.
В середине 70-х годов прошлого века решением Международной федерации биатлона соревнования перевели на патроны 5,6-мм кольцевого воспламенения, а потому 7,62 и 6,5-мм оружие, сыграв свою роль, с почетом сошло со сцены.