Производство его винтовки было образцово освоено русскими заводами. На Всемирной Парижской выставке 1900 года даже враждебные интересам России иностранцы должны были признать мосинскую винтовку (наряду с другой продукцией русских оружейных заводов) достойной высшей награды.
Когда перевооружение русской армии трёхлинейной винтовкой подходило к концу, главное артиллерийское управление решило провести на Сестрорецком заводе сокращение рабочих. Мосин понимал значение для оружейного дела старых квалифицированных кадров и проявлял о них заботу.
В особом рапорте главному артиллерийскому управлению в 1902 году Мосин писал: «Вследствие малого наряда винтовок на 1902 год число рабочих придётся сократить ещё человек на 250–300. Главному артиллерийскому управлению известно, что сестрорецкие оружейники исключительно существуют заработком на оружейном заводе. При отсутствии в селе кустарного промысла и сельского хозяйства всякое уменьшение работ в заводе сейчас же отражается на их заработке и начинает вызывать нужду. Как, следовательно, трудно сестрорецкому оружейнику пережить то время, когда он в заводе не имеет никакого заработка.
Чтобы облегчить положение сестрорецких оружейников, остающихся без дела за сокращением работ в заводе, прошу главное артиллерийское управление рекомендовать орудийному и трубочному заводам брать их к себе на работу. Названные заводы по случаю предстоящих усиленных работ будут увеличивать и число рабочих. В этом случае оставшиеся без работы… были бы очень полезны тем заводам, так как с лице их заводы имели бы уже вполне опытных рабочих…».
Мосин настойчиво стремился подготовить новых специалистов, вооружить их глубокими практическими знаниями. Генерал-лейтенант В.Г. Федоров в качестве слушателя артиллерийской академии, в 1898 году проходивший производственную практику на Сестрорецком заводе, говорит: «Мосин заставлял нас глубоко вникать в сущность производственных процессов, серьезно знакомиться с технологией, заниматься кропотливым изучением рабочих чертежей, заставлял проставлять на размерах определённые допуски, изучать проектирование калибров. Одним словом, мы работали как самые настоящие техники и инженеры, забыв о том, что на наших плечах красуются погоны. Это было нечто новое. Далеко не повсюду, к сожалению, молодые офицеры проходили такую хорошую производственную школу».
Здесь ярко отмечены уже знакомые нам черты, свойственные техническому творчеству Мосина; глубокое понимание неразрывной связи теории и практики, смелое новаторство в методах технической подготовки.
Наряду с руководством заводом Мосин работал и в артиллерийском комитете. «Мосин редко принимал участие в прениях. Он выглядел замкнутым, мало разговорчивым человеком», но с глубочайшим вниманием знакомился с материалами офицеров, осматривавших оружие, где отмечались отдельные недостатки его винтовки. Он не переставал думать о её дальнейшем усовершенствовании на основе боевого опыта. Мосин обладал обширными техническими знаниями и огромным практическим опытом. Он ясно представлял себе широкие перспективы дальнейшего развития оружейного дела. Его пристальное внимание привлекало автоматическое оружие, в то время еще только зарождавшееся.
«Не было ни одного серьёзного вопроса в области нашей работы, — говорит генерал-лейтенант В.Г. Федоров, — которым бы не интересовался самым живейшим образом талантливый конструктор. И всё-таки сразу же бросилось в глаза, что в отношениях между членами оружейного отдела и гениальным конструктором русской трёхлинейной винтовки чувствовалась какая-то странная, на первый взгляд, необъяснимая холодность».
Несомненно, Мосин не мог забыть, что многие из заседавших с ним теперь за одним столом членов артиллерийского комитета способствовали обезличению его винтовки. Но, несмотря на горечь незаслуженной обиды, Мосин по-прежнему отдавал все свои силы любимому делу.
В середине января 1902 года Мосин простудился, но не обратил на это внимания. Болезнь обострилась и вынудила слечь в постель. Состояние его в короткий срок резко ухудшилось. 26 января 1902 года около четырёх часов дня С.И. Мосин скончался от крупозного воспаления легких. Не стало замечательного русского конструктора, всю жизнь самоотверженно служившего Родине.
Мосина похоронили в Сестрорецке. В печальной процессии, кроме родных и офицеров-сослуживцев, участвовала масса заводских рабочих, искренне сожалевших о кончине Мосина. Поблескивая под скупым зимним солнцем вместе с офицерской шашкой, на крышке гроба лежала трёхлинейная винтовка, напоминая о заслугах Сергея Ивановича Мосина перед родиной.
Воздух потряс оружейный салют — последняя воинская почесть. Прах опустили в могилу.