Из-за высокой стоимости изготовления нарезных ружей они в течение весьма долгого времени использовались для охоты. В Русскую армию нарезные ружья начали поступать лишь со времен Петра I. Ими вооружали прежде всего егерей, некоторое количество ружей получили драгунские и пехотные полки. Производственные возможности русских оружейных заводов были ограниченны, поэтому в войска поступало сравнительно немного этого оружия. Например, по штатам 1785–1786 гг. в армии должно было числиться 7500 нарезных ружей, а фактически находилось в войсках 2549. Такое положение дел мало изменилось и к началу Крымской войны 1853–1856 гг., когда нарезные ружья имели лишь 4,35 % русских солдат. Остальные были вооружены гладкоствольными капсюльными ружьями с прицельной дальностью стрельбы 300 шагов (213 м). Им противостояли французы с нарезными стержневыми ружьями Тувенена и англичане с нарезными ружьями Энфильда с прицельной дальностью 1500 шагов (1100 м) и 1200 шагов (852 м) соответственно.
Огромные потери, понесенные русскими полками от нарезного оружия, заставили командование Русской армии ускорить оснащение войск этим оружием. Уже в 1856 г. специально созданный Комитет об улучшении штуцеров и ружей рассмотрел и одобрил конструкцию нового шестилинейного нарезного ружья, при этом выражалось мнение, что было бы полезно «присвоить этому нарезному ружью название «винтовка», понятное для всякого солдата и объясняющее ему главное начало, на котором основано успешное действие нарезного оружия».
К началу Русско-турецкой войны 1877–1878 гг. Русская армия имела 1 097 057 винтовок, еще 9872 винтовками располагал Военно-морской флот России.
Следующими этапами совершенствования стрелкового оружия Русской армии стали переход на четырехлинейный, а затем и трехлинейный калибр, и принятие на вооружение магазинной винтовки системы С. И. Мосина.
Первые магазинные винтовки были использованы во время войны Севера против Юга в США в 1861–1865 гг. Эти винтовки имели слабый патрон кругового воспламенения и, в принципе, были скорее оружием охотничьего, а не армейского образца. Первой в 1886 г. полноценную армейскую магазинную винтовку приняла на вооружение Франция. Вслед за Францией магазинными винтовками обзавелись армии Германии (1888 г.), Австро-Венгрии (1889 г.), Англии (1889 г.) и Швейцарии (1889 г.).
Русская армия познала преимущества магазинных винтовок во время Русско-турецкой войны 1877–1878 гг., когда в сражениях приняли участие башибузуки (по-турецки «башибузук» означает «сорвиголова») и кавалерийские части, вооруженные винтовками Винчестера с подствольным магазином на 13 патронов. Все патроны могли быть выпущены в течение 40 секунд, что значительно превосходило скорострельность русских однозарядных винтовок. Не удивительно, что русские солдаты нередко пользовались трофейными винчестерами, есть сведения, что ими был вооружен целый русский пехотный полк.
Руководители русского Военного министерства вполне осознавали преимущества магазинных винтовок, но, поскольку перевооружение многочисленной армии требовало весьма значительных затрат, поощряло разработку различных ускорителей заряжания и приставных магазинов, позволяющих несколько повысить скорострельность имеющихся однозарядных винтовок. Ни одно из представленных устройств такого рода не выдержало испытаний, так что пришлось наверстывать упущенное время и вплотную заняться испытаниями «настоящих» магазинных винтовок. Такая работа была проведена в конце 1880-х гг., а в 1891 г. из признанных лучшими винтовок системы Л. Нагана и С. И. Мосина последняя была принята на вооружение Русской армии.
Как и опасалось Военное министерство, перевооружение армии винтовками Мосина потребовало огромных затрат и перестройки пороховых, оружейных и патронных заводов. На это требовалось 156,5 млн рублей. На докладной записке по этому вопросу император Александр III наложил резолюцию: «Су мма ужасающая, но делать нечего, приступать надо».
Для производства винтовок Мосина требовалось переоборудовать русские оружейные заводы, поэтому первый крупный заказ на поставку этих винтовок был размещен на французском заводе Шательро. До 1895 г. этот завод изготовил 503 539 винтовок Мосина.
Модернизированные русские заводы приступили к валовому производству винтовок во второй половине 1893 г. Производство развертывалось довольно быстро, и уже к 1896 г. армии было передано 1 470 470 единиц. Всего с 1892 по 1902 г. на русских заводах было произведено 2 964 484 винтовки Мосина. Окончательно перевооружение Русской армии было завершено в 1901 г. В последующие годы были созданы и мобилизационные запасы винтовок, рассчитанные на победоносную непродолжительную войну.