Окончательно образец новой (однозарядной) винтовки был отработан к январю 1890 года.
Однако перевооружение иностранных армий магазинными винтовками не могло не иметь влияния на перевооружение русской армии, и Военное министерство вынуждено было добиваться окончательного решения вопроса об отработке магазинной винтовки, рассматривая однозарядную винтовку как временный образец.
В октябре 1889 года был доставлен для испытаний образец винтовки бельгийского оружейника Л. Нагана — калибра 8 мм. Поскольку к этому времени был разработан новый патрон, Л. Нагану было предложено переконструировать свою винтовку под этот патрон, а параллельно с этим было разрешено отработать образцы винтовок капитану С. И. Мосину и капитану Захарову.
С энтузиазмом вернулся С. И. Мосин к работе над магазинной винтовкой, поглощавшей все его мысли. Он получил освобождение от остальных служебных обязанностей и целиком отдал себя любимому делу. Сроки для работы были даны короткие: с перевооружением нужно было спешить. В распоряжении С. И. Мосина была мастерская с несовершенным, кустарным оборудованием. Несмотря на это, он справился со своей задачей, и уже в феврале 1890 года представил в комиссию образен своей винтовки, почти одновременно с Наганом, переработавшим свой образец.
Несовершенство технического оборудования мастерской сказалось на качестве изготовленного образца, что привело к обнаружению ряда дефектов при испытаниях. Тем не менее С. И. Мосин продолжает совершенствовать свою винтовку, и на всех испытаниях в 1890 и 1891 годах его винтовка успешно конкурирует с образцами Нагана. На окончательных сравнительных испытаниях винтовки Мосина и винтовки Нагана в марте 1891 г. было выявлено, что обе винтовки приблизительно равноценны по меткости боя и скорострельности, но при стрельбе из винтовки Нагана был получен несколько меньший процент случаев неисправностей механизмов винтовки.
Поэтому при голосовании в комиссии, испытывавшей винтовки, за принятие винтовки Нагана высказалось 14 человек, а за винтовку Мосина было подано 10 голосов.
Между тем обнаруженные неисправности в работе винтовки объяснялись не сущностью ее конструкции, а спешкой и низким качеством ее изготовления. Наоборот, внимательный анализ выявлял конструктивные преимущества винтовки Мосина и возможность легкого устранения причин замеченных неисправностей путем не принципиального изменения конструкции, а путем незначительного упрочения второстепенных деталей, не изменявшего конструкции. В конструкции С. И. Мосина особенно следовало отметить технически остроумное решение задачи о подаче патронов из магазина путем введения особой детали механизма — отсечки — отражателя. К удачному решению этого вопроса Нагану удалось прийти только в последних образцах винтовок, тогда как С. И. Мосиным он был решен сразу.