В 1883 году была образована Особая комиссия для испытания магазинных ружей, одним из членов которой состоял начальник мастерской тульского оружейного завода Сергей Иванович Мосин - автор будущей трехлинейки. Одновременно с мосинским образцом на суд высоких инстанций поступила винтовка бельгийца Леона Нагана.

Не уступая по своим баллистическим данным лучшим иностранным образцам, трехлинейка отличалась безотказностью и простотой. Мосину удалось найти удачную конструкцию магазина, располагавшегося, как и на многих других системах, в средней части винтовки, под затвором. Русский изобретатель предложил совершенно оригинальный способ предотвращения одновременной подачи двух патронов. Созданная им отсечка-отражатель опередила аналогичные или иные механизмы, появившиеся за границей спустя несколько лет.

Так как на момент принятия на вооружение отечественные производства еще не были готовы начать выпуск новых винтовок, первоначальный заказ был размещен во Франции, на арсенале в городе Шательро. Серийное производство винтовок на Сестрорецком оружейном заводе под Петербургом под руководством самого Мосина началось в 1893-94 годах, в Туле и Ижевске несколько позже. В ходе Первой Мировой войны винтовки заказывались в США. Заказы были размещены на заводах фирм Ремингтон и Вестингауз в 1916 году.

Трехлинейная винтовка конструкции штабс-капитана Мосина состояла на вооружении в Российской и Советской армиях в течение 55 лет. Была выпущена в огромных количествах (около 12 млн. штук).
Она проста в использовании, надежна и безотказна. Запирание ствола осуществляется продольно-скользящим затвором. Ударно-спусковой механизм ударникового типа. На тыльный конец ударника навинчен курок с пуговкой, служащий для постановки ударника на боевой и предохранительный взвод.

Питание патронами осуществляется из магазина на 5 патронов. Заряжание происходит с помощью специальной обоймы или вкладыванием патронов в магазин. Прицел секторный, открытого вида, с делениями от 1 до 20. Возможна установка оптического прицела. Винтовка имеет съемный игольчатый штык для рукопашной атаки.