Однако по требованию начальства Мосин с 1887 года по 1890 год был вынужден работать главным образом над созданием однозарядной трёхлинейной винтовки. На этом образце винтовки он окончательно отрабатывает свою оригинальную конструкцию затвора. Созданная Мосиным конструкция затвора превосходила иностранные и была впоследствии применена изобретателем в его магазинной винтовке.
Намечавшееся перевооружение русской армии обещало огромные доходы иностранным фабрикантам-оружейникам, которые спешили этим воспользоваться. Однако предъявленные комиссии осенью 1889 года известные в то время образцы магазинных винтовок Лебеля, Манлихера, Нагана и других оказались «неудовлетворительны или по устройству магазина, или по непрочности и неудобству затвора». При строгом и беспристрастном подходе к оценке зарубежных винтовок миф о пресловутом «превосходстве» западноевропейской оружейной техники оказался явно несостоятельным.
Присылка в комиссию иностранных магазинных винтовок оказалась для Мосина удобным предлогом, чтобы просить разрешения вернуться к работе по созданию своей магазинной винтовки. Комиссия дала на это своё согласие. Конструирование своей магазинной винтовки Мосин начал, как мы указывали, значительно раньше Нагана и других зарубежных конструкторов, образцы винтовок которых испытывались комиссией. Русский конструктор взялся таким образом за решение труднейших технических задач, которые не смогли успешно выполнить самые известные и опытные европейские оружейники.
Мосин стал работать в мастерской стрельбища Ораниенбаумской офицерской стрелковой школы. В феврале 1890 года, после почти четырёх месяцев упорного труда, Мосин сконструировал винтовку собственного образца с магазином трапециевидной формы, с отгибаемой дверцей и прикреплённым к ней подъёмным механизмом. Затвор особой конструкции был снабжён боевой личинкой с симметричными выступами и соединительной планкой, которая, устраняя необходимость особых винтов, допускала сборку и разборку его без употребления отвёртки. К ствольной коробке была приспособлена пружина-отсечка, устранявшая одновременную подачу в магазин двух патронов и служившая также отражателем.
В основных чертах оригинальная система будущей знаменитой трёхлинейной винтовки Мосина уже полностью определилась в данном образце. Она была уже тогда настолько продумана и целесообразна, что последний образец винтовки Мосина, принятый на вооружение, по существу очень мало отличался от первых. Свою работу над созданием образца винтовки Мосин продолжил в Туле.
Необходимо отметить замечательную простоту сложнейших технических решений, свойственную Мосину, как и другим выдающимся представителям русской технической мысли. Эта простота блестяще проявилась в разрешении таких труднейших технических задач, как конструкция затвора и особенно устройство отсечки-отражателя. Отсечка-отражатель, предложенная Мосиным, впервые удачно разрешала вопрос о правильной подаче патронов в однорядном магазине, заряжавшемся из обоймы. Этого результата не смогли достичь самые опытные иностранные конструкторы.
По сравнению с принятыми тогда образцами скользящих поворотных затворов в иностранных винтовках (Лебель, Маузер, Манлихер) затвор Мосина отличался большей простотой устройства, надёжностью при запирании и удобством в эксплуатации. Особенно сильно сказывались преимущества в конструкции магазина и оригинальный способ отсекания патрона. Созданная Мосиным конструкция винтовки стояла по своим техническим и боевым качествам безусловно выше современных ей иностранных образцов и была новым свидетельством преимуществ и гениальности русской технической мысли.
В то время когда Мосин находился в Туле, бельгийский фабрикант и конструктор оружия Наган представил комиссии свои новые образцы винтовок. При испытаниях винтовок Нагана, проведённых весной 1890 года в присутствии конструктора, они давали заклинивание патронов и «не имели приспособления, отстранявшего несвоевременный выход двух патронов из магазина».
Комиссия уже имела винтовку Мосина, которая по своим качествам явно превосходила винтовку Нагана. Казалось бы, на мосинской винтовке комиссии и следовало сосредоточить всё внимание. Но свойственное господствовавшим классам царской России преклонение перед иностранщиной дало себя почувствовать и здесь. Многие члены комиссии мало верили в успех русского конструктора и считали, что подходящую для перевооружения русской армии винтовку следует искать за границей. Русская школа оружейной техники оформлялась в упорной борьбе с иностранным влиянием, которое особенно сильно чувствовалось в этой области из-за общей технической отсталости царской России.
