В 1887 году Мосин обратился в Военное министерство с предложением разработать малокалиберную магазинную винтовку — такие в это время получали в мире наибольшее распространение. Уже в сентябре 1887 года Мосин представил комиссии винтовку калибром 3,15 линии с прикладным магазином, которую он самостоятельно разработал в Туле. Затвор особой конструкции отличался большей простотой, надежностью и удобством в сравнении с принятыми тогда образцами скользящих поворотных затворов в иностранных винтовках (Лебель, Маузер, Манлихер).

Конкурс 1889 года выявил двух победителей. Винтовки Мосина и бельгийского оружейника Анри-Леона Нагана показывали схожий результат, но винтовка системы Мосина давала большую дальность и меньше задержек. В итоге было принято решение победителем объявить ее и одновременно с тем за 200 тыс. купить патент у Нагана. Мосин же за свою работу получил 30 тыс., и то после долгих переговоров. Также ему дали орден святого Владимира 3-й степени и Большую Михайловскую премию.