Использовавшийся для ружейной стрельбы порох первоначально представлял собой пороховую мякоть, состоявшую из смешанных в равной пропорции селитры, серы и угля. Позднее опытным путем было обнаружено улучшение качества этого взрывчатого вещества в случае увеличения в его составе доли селитры и уменьшения долей серы и древесного угля.
Усовершенствованным видом фитильного ружья стала ручная пищаль (самопал), снабженная фитильным замком и спуском "жагрой", представлявшем собой несложный механизм в виде рычага, на верхнем конце которого крепился фитиль, зажигавшийся перед стрельбой. Круглый кованый ствол такого ружья пропускали через прорезь ложи или прикрепляли к цевью ложи хвостовым шурупом и шпильками; на казённой части справа приваривали полку с крышкой для затравочного пороха. На ложе устанавливался замок, верхняя часть которого с закрепленным в небольшом зажиме тлеющим фитилём опускалась при нажатии на находящуюся под прикладом длинную Г-образную "жагру" и воспламеняла пороховую затравку на полке ружья. Впоследствии появились более сложные модификации фитильного замка, в которых использовались пластинчатые пружины, а затем кнопочный спуск, облегчавший производство выстрела. Однако такое устройство имело существенный недостаток – в сложных условиях боя фитили гасли от сырости и ветра, замок часто давал осечки, ночью огонь тлеющего фитиля демаскировал стрелка. Кроме того, фитильный замок был опасен в обращении. Тем не менее, из-за относительной дешевизны он использовался в России даже в XVII в. Длинными пищалями с фитильными замками были вооружены русская стрелецкая пехота и городовые казаки. Интересное описание стрелецких ружей конца XVI в. сделал Д. Флетчер. Он отметил, что "ствол их самопала не такой как у [европейского] солдатского ружья, но гладкий и прямой (несколько похожий на ствол охотничьего ружья); отделка ложа очень груба и неискусна, а самопал весьма тяжел, хотя стреляют из него очень небольшой пулей". Г. Паерле упоминал, что ложа у стрелецких пищалей была выкрашена в красный цвет. Скорострельность фитильных ружей составляла 1 выстрел в 3-4 мин. Для заряжания их применяли уже не пороховую мякоть, а зернистый порох. В качестве фитилей-жагр использовали вываренные в золе и хорошо просушенные веревки. Когда качество заготовленных фитилей вызывало нарекания, в Москву шли жалобы следующего содержания: "Да и фитиль прислан к нам не вареной веревки, да и гнилых веревок много <…> И мы велели собрать с городов котлы и золу, в чем те веревки варить и делать фитиль не мешкав, <…> а мастера говорят, кому фитиль делать, вскоре фитиль не поспеет, дни и ночи ныне студеные, вскоре фитиль не высохнет". В числе других припасов, направленных в 1639 г. в занятый донскими казаками Азов значилось и "5 пуд фитилю", крайне необходимого донцам в канун решающих боев за крепость.
Стоимость обычного фитильного ружья в 1617 г. составляла 20-22 алтына (60-66 коп.), к середине XVII в. пищали подорожали. Когда в 1646 г. на Дон отправился отряд Ж.В. Кондырева, составленный из вольных людей, на приобретение самопалов безоружным участникам этого похода выдавалось на 1 руб. 50 коп. больше, чем остальным воинам (они получали из казны соответственно 5 руб. 50 коп. и 4 руб.). По-видимому, возмещалась вся потраченная на покупку ружья сумма, так как стоимость, например, мушкета в те годы составляла 1 руб. 70 коп. Фитильный мушкет стоил дешевле. В середине XVII в. даже за границей такие ружья закупались по цене 1 руб. 23 алт. 1. деньга. П.П. Епифанов утверждает, что стоимость "гладкой" пищали в то время (1649 г.) доходила до 6 руб., "пищали винтовки", с нарезным стволом – до 8 руб., однако следует учитывать, что в данном случае исследователь использовал цены, существовавшие в далеком Енисейске, где оружие стоило дороже, чем в Европейской России. Впрочем, и в Сибири к концу XVII в. ружья подешевели и стоили 3 – 3,5 руб.
В XVI в. в России появились ружья и пистолеты, снабженные замком новой конструкции, так называемым "колесцовым", изобретенным в Нюрнберге (Германия) в 1515 г. На замочной доске на оси располагалось заводившееся ключом стальное колесо, при заводе сжимавшее пружину, закрепленную фиксатором. При нажатии на спуск пружина начинала вращать колесцо, оно терлось о кремень, высекая сноп искр, воспламенявших порох на полке. Полка с порохом закрывалась специальной крышкой, и в случае дождя действие колесных замков не прекращалось. Колесцовый замок заменил фитиль кремнем, положив начало системе кремневого огнестрельного оружия.
Однако новая конструкция замка не была совершенна: устройство его отличалось сложностью, стрелку требовался особый ключ для завода пружины, он быстро загрязнялся от порохового нагара, давал частые осечки. Но главным недостатком такого замка являлась высокая стоимость. Именно по этой причине пехотные ружья с колесцовым замком не получили в русской армии широкого распространения. Чаще использовались снабженные подобным механизмом карабины и пистолеты, которыми охотно вооружались кавалеристы (прежде всего несшие полковую службу дворяне и дети боярские), оценившие главное достоинство оружия, не требовавшего заботы о фитиле. Все это привело к тому, что колесцовый и фитильный замки продолжали существовать одновременно. В 1678 г. в псковских арсеналах находилось 377 обычных фитильных карабинов "с русскими и с шкотцкими замки", большое количество фитильных мушкетов и стволов к ним, а также : "115 карабинов колесных, 60 стволов карабинных, 125 пар пистолей колесных, 7 пар пистолей русских, 9 пар пистолей шкотцких, 35 пистолей шкотцких и русских и колесных, 9 пар пистолных стволов" и даже (!) "10 пищалей затинных колесных" - уникальное упоминание о малокалиберных крепостных орудиях, оборудованных колесцовыми замками.
Пытаясь устранить недостатки нового замка, оружейники шли на изготовление ружей с комбинированным колесцовым и фитильным замком двойного действия. Однако, на практике такие конструктивные решения лишь усложняли механизм карабина или пистолета, поэтому широкого распространения они не получили.
Дальнейшее усовершенствование ручного огнестрельного оружия привело к замене фитильного и колесцового замков новой конструкцией - ударно-кременевым замком. Он появился в Европе около 1500 г. В России известен со второй половины XVI в., но широкое применение получил только с XVII в., особенно после того, как был сконструирован французский батарейный замок, в котором широкая нижняя часть огнива заменила неудобную крышку над полкой. В России в первой половине XVII в. ударно-кремниевые замки носили название "голландских" и "шкотских". Скорострельность ружья с ударно-кремниевым замком возросла, по сравнению с ружьем, снабженным фитильным замком, почти в два раза и составила 1 выстрел в 2 минуты.
Русские мастера-оружейники, используя опыт восточных и западных коллег, не слепо копировали попадавшие им в руки образцы, а вносили в устройство фитильных замков важные новшества. Если в ружьях европейских стран курок при производстве выстрела двигался от дула к казне, то в русском - от казны к дулу, что представляло большее удобство для стрелка. Пищали и пистолеты с кремневым механизмом русского типа выпускались уже в начале XVII столетия.
В XVI в. в России широкое распространение получают образцы ручного огнестрельного оружия с укороченным стволом – карабины ("недомерки", "завесные пищали") и пистолеты, среди которых встречались даже нарезные. В XVII в. карабинами и пистолетами были вооружены не только многие дети боярские, оценившие достоинства огнестрельного оружия этого типа, но и рейтары, драгуны, а впоследствии копейщики и гусары.
В середине XVII в. стоимость закупавшихся за границей карабинов и пистолетов превышала стоимость мушкетов и составляла 4 руб. 30 алт. за карабин и 7 руб. 2 алт. за пару пистолетов. Производство их было налажено и в России. Только оружейники московского "Бархатного двора" с 1614 по 1652 г. изготовили 695 рейтарских карабинов и 2351 пару пистолетов.
Солдаты полков нового строя вооружались мушкетами, имевшими в середине XVII в., как правило, 8-й (20 мм) и 10-й (19,25 мм) калибр ствола. Русские мушкеты отличались характерной особенностью – наличием деревянных шомполов, лишь у капралов "забойники" (русское название шомпола) были железными. Калибр русских мушкетов был меньше, чем у привозных ружей. В 1653 г. в Яблонове у майора В. Фонвизина оказалось 12 "пулечных медных фурм", которые "пригодились только к старым голландским мушкетам, а русского дела к мушкетам те фурмы не годятся, велики". Тем не менее, все эти фурмы были розданы по находившимся под Яблоновым 4 полкам ,"а дано по 3 фурмы на полк". Стоимость мушкета в середине XVII в. доходила до 1 руб. 70 коп. Мушкетные стволы стоили 20 алтын (60 коп.) за штуку, а замки "русского дела" к ним – 5 алтын (15 коп.). При стрельбе ружье данного типа было трудно держать навесу, поэтому стрелки, имевшие мушкеты пользовались "костылями" (вилкообразными подсошками), втыкавшимися в землю и служившими подставкой, на которую перед выстрелом клали заряженное ружье. "Костыль" имел ременную петлю ("малый темляк"), размеры которого подбирались индивидуально, "как солдату лутчи и угожее покажется". С помощью темляка, при заряжании мушкета и в движении, стрелок вешал подсошек на левую руку. В походе мушкеты перевозили на подводах, по 50-60 ружей на каждой. Несмотря на все усилия правительства, наладившего производство мушкетов на тульских заводах и большими партиями закупавшего ружья за границей, их все равно не хватало. В первую очередь мушкетами обеспечивались стрельцы и солдаты, для чего, порой, крупнокалиберные ружья в принудительном порядке изымались у служилых людей других разрядов, вплоть до детей боярских, которым они выдавались из казны. Так в 1651 г. у сына боярского Д. Постникова отобрали мушкет, а взамен выдали пищаль.