В 1882 году С.И. Мосин самостоятельно начал работу по переделке однозарядной винтовки Бердана в магазинную винтовку. В 1883 году в России была образована "Особая комиссия для испытания магазинных ружей", в состав которой, в числе других оружейников, вошел и С.И. Мосин. Летом 1883 года он представил на рассмотрение Комиссии разработанные им образец магазинной винтовки, которая представляла из себя винтовку Бердана образца 1870 года с оригинальным реечно-прикладным магазином на 8 патронов. Сущность устройства магазина сводилась к следующему: патроны помещались в овальной трубке, находившейся внутри приклада. Для подачи патронов служила сцепленная с затвором рейка, зубцы которой захватывали закраины патрона. При отводе затвора назад рейка подавала патрон настолько, что он мог быть захвачен затвором. Патроны в магазине располагались наклонно, так что пуля одного патрона не упиралась в капсюль другого, что приводило к практической безопасности магазина Мосина и выгодно отличало его винтовку от иностранных систем.
В 1884 году, по предписанию Главного артиллерийского управления, С.И. Мосин был командирован в Петербург, где в это время происходили очередные испытания магазинных винтовок. Комиссия одобрила винтовку, представленную М.И. Мосиным, но из-за ряда недоработок на вооружение армии она принята не была. Мосин продолжал совершенствовать свою винтовку, разработав пять ее вариантов. В частности, он создал образец уже на 12 патронов. В 1885 году Комиссия признала винтовку С.И. Мосина лучшей из 119 других систем, и заказала Тульскому оружейному заводу изготовления тысячи образцов для проведения широких войсковых испытаний, указав на необходимость доработки некоторых деталей.
В 1887 году С.И. Мосин начал работать над созданием малокалиберной винтовки. При этом, первоначально, магазин должен был размещаться в прикладе, однако, вскоре, Мосин отказался от данного решения и приступил к разработке винтовки с серединным размещением патронов. В частности, для отсекания патронов в вертикальном серединном магазине, С.И. Мосин предложил использовать отсечку-отражатель. Это устройство, безусловно, исключало возможность двойной подачи патронов, что было существенным недостатком других образцов, представленных в комиссию.
Испытания завершились 19 марта 1891 года. Комиссии предстояло решить, чью винтовку принять на вооружение. Голос председателя Комиссии решил вопрос в пользу С.И. Мосина. Его поддержал известный русский оружейник В.Л. Чебышев. Указав, что винтовка Нагана дала на стрельбах 554 задержки, а винтовка Мосина — только 213, он признал ее "громадные преимущества перед системой Нагана". Официально окончательный вариант винтовки по протоколу Комиссии именовался " ...предложенный гвардейской артиллерии капитаном Мосиным образец новой пачечной (магазинной) винтовки уменьшенного калибра и патрона к ней, спроектированного комиссией для выработки малокалиберного ружья, а также пачечной обоймы, предложенной иностранцем Наганом". 13 апреля 1891 года военный министр Ванновский представил Императору Александру III доклад "Об утверждении образца пачечного трехлинейного ружья системы капитана Мосина". В докладе он предлагал именовать его "Русская винтовка образца 1891 г.", основываясь на том, что "в окончательной разработке винтовки участвовал не один капитан Мосин". Здесь имелось в виду участие членов Комиссии и, в частности, Леона Нагана, чья коробчатая обойма была принята вместо пластинчатой, предложенной Мосиным. В то же время сама конструкция винтовки, ее основные детали, оригинальная компоновка, безусловно, принадлежала Мосину, и винтовка должна была носить имя своего конструктора.
16 (28) апреля 1891 года Император Александр III утвердил образец "трехлинейки". Приказом по Военному ведомству Российской Империи от 11 мая 1891 года было объявлено о "введении новой пачечной винтовки уменьшенного калибра". Из предложенного Ванновским названия Александр III вычеркнул слово "русская, таким образом винтовка стала именоваться "трехлинейной винтовкой образца 1891 года", чем была нарушена традиция присваивать оружию имя конструктора.
Следует отметить, что среди специалистов- оружейников того времени вопрос о названии 7,62-мм винтовки широко дебатировался и вызвал много споров. Оружейный отдел артиллерийского комитета Главного Артиллерийского Управления, разбиравший вопрос о том, на какие детали винтовки С.И. Мосин мог бы получить привилегию, отметил, что