Исходя из опыта русско-турецкой войны 1877—1878 годов, в которой русские войска были вооружены однозарядными винтовками Бердана, а турецкие — многозарядными винтовками Винчестера, Главное Артиллерийское управление в 1882 году поставило задачу на разработку многозарядной, магазинного типа винтовки. После неудач в попытках модифицировать «берданки», была образована «Специальная комиссия по проверке магазинных винтовок» с целью испытать различные новые конструкции винтовок (напр. системы Маузер, системы Ли-Метфорд, системы Лебеля). В 1889 году молодой капитан Сергей Иванович Мосин предложил трёхлинейную винтовку. Одновременно бельгиец Леон Наган предложил винтовку 3,5-линейной конструкции.

По результатам испытаний винтовка Нагана показала преимущество и комиссия проголосовала 14 голосами против 10 за винтовку Нагана. Однако влиятельные офицеры в комиссии поддерживали отечественную разработку, и таким образом, был принят компромисс: была принята винтовка Мосина с механизмом подачи патронов Нагана. Винтовка Мосина образца 1891 года была принята на вооружение под наименованием «трёхлинейная винтовка образца 1891 г.», что было актом явной несправедливости по отношению к С. И. Мосину: едва ли не впервые в истории российского огнестрельного оружия фамилия конструктора была вычеркнута из названия принятого на вооружение образца. Фамилия конструктора в названии винтовки появилась только в 1924 г.
Производство винтовки началось в 1892 году на Тульском, Ижевском и Сестрорецком оружейных заводах. Из-за ограниченных производственных мощностей этих заводов был также размещён заказ на 500 тысяч единиц на французских военных заводах Manufacture Nationale d’Armes de Châtelleraut. К началу русско-японской войны в армию было поставлено примерно три миллиона восемьсот тысяч винтовок.
После принятия в 1891 году и до 1910 года были сделаны усовершенствования к существующим винтовкам и разработаны новые образцы.

К моменту вступления России в первую мировую войну винтовки образца 1891 г. производились только в кавалерийской и пехотной разновидностях. Из-за катастрофического недостатка оружия и проблем у всё ещё развивающейся внутренней промышленности, российское правительство заказало 1,5 миллиона винтовок у компании Ремингтон и ещё 1,8 миллионов у компании Нью-Ингланд Вестингхауз в США. Большое количество винтовок было захвачено немецкими и австро-венгерскими войсками и было принято на вооружение в запасных частях и на немецком флоте. Многие из этих винтовок были проданы Австрией
Во время гражданской войны в России, производились оба типа винтовок — кавалерийская и пехотная, правда в значительно меньших количествах. После победы большевиков, в 1924 году был образован комитет по модернизации винтовки, которой к тому моменту было уже больше 30-и лет. В результате модификации появилась модель образца 1891/1930 гг (Индекс ГАУ — 56-В-222), которая основывалась на кавалерийской версии.

Винтовка Мосина была принята на вооружение в качестве снайперской винтовки (Индекс ГАУ — 56-В-222А) в 1932 году и выдавалась советским снайперам во время Второй мировой войны. Известна своим применением в Сталинградской битве, например героем Советского Союза Василием Григорьевичем Зайцевым. Винтовки пользовались уважением за надёжность, точность и простоту ухода. Снайперские модификации являются редкостью и очень ценятся коллекционерами, особенно на Западе.

После Второй мировой войны Советский Союз прекратил производство винтовок Мосина и снял их с вооружения, заменив карабином СКС и автоматами Калашникова. Несмотря на это, винтовка Мосина продолжала использоваться в Восточной Европе и по всему миру ещё несколько десятилетий. Винтовки Мосина использовались во многих войнах — от Кореи и Вьетнама до Афганистана. Они использовались не только в качестве запасного оружия, но и в качестве фронтового оружия.

Ударно-спусковой механизм:

Ударник и витая цилиндрическая боевая пружина размещены в затворе. Сжатие боевой пружины происходит при отпирании затвора; при запирании — боевой взвод ударника опирается на шептало. Возможно взведение ударника вручную при закрытом затворе, для этого необходимо оттянуть назад курок (в данном случае курком называется наконечник, навинченный на хвостовик ударника). Для постановки на предохранитель курок нужно оттянуть назад до отказа и повернуть против часовой стрелки.

Снайперские винтовки:

В тридцатые годы в СССР было популярно движение «ворошиловских стрелков». Это, безусловно, помогло снайперской подготовке (однако снайперской тактике и обращению с оптическим прицелом, конечно же, не учили). Во время Великой Отечественной войны было экстренно подготовлено большое количество снайперов. Стреляли в основном из трёхлинейной винтовки Мосина. У СССР были и другие снайперские винтовки, однако по боевым качеством они не могли сравниться с проверенной «трёхлинейкой». Тактика «снайперского террора» подтвердила свою правильность.

Единственное нововведение в снайперской тактике, произошедшее с тех времён,— это стрельба по оборудованию (радиостанциям, самолётам и т. д.) с больших расстояний (1 км и выше) особо мощными патронами.