(Необходимо пояснить, что в 1540 г. в Нюрнберге была впервые разработана шкала калибров оружия (линейка) с диаметром каменных и чугунных ядер. С 1877 г. в России калибр огнестрельного оружия стал обозначаться в линейных единицах: дюймах и линиях (одна линия соответственно равна 0,1 дюйма), например 3—6-дюймовая пушка, 3-линейная винтовка).
Однако перевооружение иностранных армий магазинными винтовками не могло не повлиять на перевооружение русской армии, и Военное министерство вынуждено было добиваться окончательного решения вопроса об отработке магазинной винтовки, рассматривая однозарядную винтовку как временный образец. В октябре 1889 г. был доставлен для испытаний образец винтовки бельгийского оружейника Л. Нагана калибра 8 мм. Поскольку к этому времени был отработан ранее упомянутый патрон, Л. Нагану было предложено переконструировать свою винтовку под этот патрон, а параллельно с этим было разрешено отработать образцы винтовок капитану Мосину и капитану Захарову.
С энтузиазмом вернулся Мосин к работе над магазинной винтовкой, поглощавшей все его мысли. Он получил освобождение от остальных служебных обязанностей и целиком отдал себя любимому делу. Сроки для работы были даны короткие: с перевооружением было необходимо спешить. В распоряжении Мосина была мастерская с несовершенным, кустарным оборудованием. Несмотря на это, он справился со своей задачей и уже в феврале 1890 г. представил в комиссию образец своей винтовки почти одновременно с Наганом, переработавшим свой образец.
Несовершенство технического оборудования мастерской сказалось на качестве изготовленного образца, испытания выявили ряд дефектов. Тем не менее Мосин продолжал совершенствовать свою винтовку, и на всех испытаниях в 1890 и 1891 гг. его винтовка успешно конкурировала с образцами Нагана. Окончательные сравнительные испытания винтовки Мосина и винтовки Нагана в марте 1891 г. показали, что обе винтовки приблизительно равноценны по меткости боя и скорострельности, а при стрельбе из винтовки Нагана был получен несколько меньший процент случаев неисправностей механизмов винтовки. Поэтому при голосовании в комиссии, испытывавшей винтовки, за принятие винтовки Нагана высказалось 14 человек, за винтовку Мосина было подано 10 голосов. На результатах голосования сказалось чисто внешнее впечатление от испытаний; между тем обнаруженные неисправности в работе винтовки объяснялись не сущностью ее конструкции, а спешкой и низким качеством ее изготовления. Наоборот, внимательный анализ выявлял конструктивные преимущества винтовки Мосина и возможность легкого устранения неисправностей путем не принципиального изменения конструкции, а путем незначительного упрочнения второстепенных деталей, не изменявших конструкции.
В конструкции Мосина особенно следует отметить технически остроумное решение задачи о подаче патронов из магазина путем введения особой детали механизма — отсечки-отражателя. Нагану к удачному решению этого вопроса удалось прийти только в последних образцах винтовок, тогда как Мосин решил его сразу. Инспектор оружейных и патронных заводов генерал Бестужев-Рюмин совершенно справедливо указывал на простоту винтовки Мосина для освоения ее отечественной промышленностью и обратил внимание на то, что винтовка Мосина будет обходиться дешевле, чем винтовка Нагана, а армия может быть ею вооружена раньше.
Несомненно, что принятие винтовки Мосина на вооружение сыграло большую роль для развития отечественной оружейной промышленности, получившей заказ на ее изготовление. 16 апреля 1891 г был утвержден образец винтовки, который в основе имел конструкцию Мосина, но с изменениями, указанными комиссией: в некоторых деталях устройства винтовки были отражены предложения Нага на и членов комиссии. Поэтому было принято решение винтовку не называть именем Мосина, а дать ей наименование "русская трехлинейная винтовка образца 1891 года". Император Александр III убрал слово "русская", и винтовка С. И. Мосина стала безымянной просто "трехлинейной винтовкой образца 1891 г.". Таким образом, была нарушена традиция присваивать образцу оружия имя его конструктора.
С. И. Мосин, видимо, чувствовал себя глубоко обиженным так решением, ибо в своих записках с полным основанием писал, что все главные части и механизмы винтовки разработаны бесспорно им, эти части определяют и систему в целом. С. И. Мосину разрешили получить привилегии на ряд деталей винтовки, однако от этого отказался (Наган же получил привилегии на те детали, которые
признаны позаимствованными из его конструкции, и получил за право их эксплуатации от русского правительства 200 000 рублей). За свою работу С. И. Мосин получил чин полковника.
В 1894 г. С. И. Мосин был назначен начальником Сестрорецкого оружейного завода, где он проявил себя способным и заботливым администратором. Под его руководством завод был переоборудован и расширен. В 1902 г., когда закончилось перевооружение армии и заводу грозило сокращение программы, Мосин добился расширения инструментального отдела, и с тех пор завод стал главным центром, снабжавшим Артиллерийское ведомство рабочим и контрольным инструментом. Сергей Иванович Мосин умер 8 февраля 1902 г., уже в чине генерал-майора, еще в полном расцвете творческих сил. Его заслуги перед Родиной трудно переоценить. Винтовка, которую он создал, послужила во славу русского оружия.