Оружейная мастерская Ораниенбаумской офицерской школы стала на какой-то период основной базой для разработок нового оружия. На тот момент школа считалась одним из основных научно-исследовательских центров русской армии. Спустя шесть месяцев разработчиков перевели на Сестрорецкий оружейный завод. В тот момент к работе решили привлечь и знаменитого оружейника, начальника полигона оружейной школы, полковника Н.М. Филатова.
Оружейники Федоров и Дегтярев тогда занимались разработкой узлов запирания. В ходе длительных испытаний конструкторы решили использовать энергию отдачи при коротком ходе ствола. Это оказалось единственно верным решением. При стрельбе очень мощными 7,62-мм винтовочными патронами образца 1908 г. надежное запирание обеспечивалось затвором с прямолинейным движением. Затвор имел две выступающие по бокам цапфы, его сцепление со стволом производилось без помощи ствольной коробки, с помощью двух симметричных боевых личинок. Во время выстрела затвор под действием силы отдачи двигался назад со стволом. После короткого хода ствола назад выступы личинок затвора утыкались в выступы неподвижной ствольной коробки, личинки поворачивались, освобождая цапфы затвора, и он расцеплялся со стволом. После чего затвор, продолжая движение назад, зацепом выбрасывателя извлекал стреляную гильзу из патронника. При движении назад ствол и затвор сжимали возвратные пружины, и под их действием подвижные детали после выстрела возвращались в исходное положение, продвигая при движении затвора вперед очередной патрон из магазина в патронник. Винтовка имела ударный механизм куркового типа. Питание патронами осуществлялось из постоянного магазина емкостью 5 патронов.
Простота и надежность – вот основные качества любого оружия. В.Г. Федорову удалось создать оптимальную во всех отношениях автоматическую винтовку. В 1911–1912 гг. оружие Федорова прошло испытания на стрельбище Петербургской патронной проверочной комиссии и на полигоне офицерской стрелковой школы в Ораниенбауме и Летом 1912 г. 10 винтовок Федорова, изготовленных на Сестрорецком оружейном заводе, были представлены для испытаний на Ружейный полигон. Их испытания производились стрелками полигона и сводной роты Нейшлотского пехотного полка. Всего было из них произведено 46 920 выстрелов. На 36 000 выстрелов процент задержек из этого оружия был равен – только 1,66 %, а в усложненных условиях – всего 3,9 %.
Стрельбы доказали превосходство автоматического оружия над обычными магазинными винтовками. Скорострельность возросла, а простота в обращении позволяла сократить срок обучения солдат. Комиссии по разработке автоматического оружия ничего не оставалось. Пришлось признать, что при внесении некоторых изменений в конструкцию, винтовка Федорова может стать основными оружием солдата-пехотинца. Для масштабных испытаний Сестрорецкому заводу было рекомендовано изготовить 150 винтовок Федорова. Оружейник же за разработку 7,62-мм автоматической винтовки модели 1912 г. Был удостоен первой Михайловской премии, которая вручалась один раз в пять лет за достижения в области артиллерии и оружейного дела.
Как и любой профессионал в своем деле, Федоров, даже несмотря на премию, своей работой был не доволен. Любое оружие имеет как достоинства, так и недостатки. В.Г. Федоров в ходе своих разработок столкнулся с трудностями в использовании 7,62 мм винтовочного патрона. Сразу же после присуждения премии оружейник принялся за работу над ошибками. 7,62 мм патрон имел гильзу бутылочной формы с выступающим фланцем, который предназначался для фиксации патрона при досылке в патронник упором кольцевого выступа закраины в торен патронника, а также для извлечения гильзы зубом выбрасывателя из патронника. Если в магазинных винтовках эта особенность патрона была достоинством, то в автоматическом оружии она превратилась в недостаток.
В.Г. Федоров одним из первых пришел к выводу о том, что устройство патрона во многом определяет конструкцию стрелкового оружия. В.Г. Федоров в тот момент входил в состав группы разработчиков нового типа патронов. В ходе испытании стало окончательно ясно, что для автоматического оружия более всего подходит 6-мм патрон с пулей массой 7 г и начальной скоростью 1000 м/с. В.Г. Федоров вспоминал: «Не считая возможным ждать окончания опытов комиссии, в целях ускорения всего дела я решил самостоятельно разработать новый патрон и одновременно с работами под трехлинейный калибр разрабатывать систему и новый патрон с улучшенной баллистикой. Свои работы я начал в 1911 году». Федорову удалось доказать, что убойность пули не изменяется с уменьшением калибра. Оружейник разработал конструкцию совершенно нового патрона калибра 6,5 и 7 мм, причем он спроектировал пять вариантов патрона калибра 6.5 мм, отличавшихся размерами и формой пуль и гильз.