Народное название винтовки системы Мосина «трехлинейка» происходит от ее калибра, то есть внутреннего диаметра ствола. Он равен трем линиям. Это старая мера длины, содержащая 1/10 часть английского дюйма, или 2,54 миллиметра, — соответственно, три линии равны 7,62 миллиметра.

Магазинные винтовки с ручной перезарядкой, так называемые повторительные, были известны в Европе еще с середины XIX века. Главное артиллерийское управление России в 1882 году поставило задачу разработать отечественную многозарядную повторительную винтовку. В это же время шли работы по созданию нового патрона с бездымным порохом.

В 1889 году капитан артиллерии и председатель приемной комиссии Тульского оружейного завода Сергей Мосин представил на конкурсе трехлинейную винтовку, созданную на основе его же более ранней однозарядной системы. А из Бельгии доставили опытную партию доработанных трехлинеек конструкции Леона Нагана.

Осенью 1890 года начались сравнительные испытания обеих систем, после которых специально созданная комиссия приняла компромиссное решение — утвердила винтовку, разработанную на основе конструкции Мосина, но с существенными изменениями и дополнениями из конструкции Нагана. В 1891 году император Александр III согласовал образец, который назвали трехлинейной винтовкой образца 1891 года.

Производство начали одновременно на Тульском, Ижевском и Сестрорецком оружейных заводах. Только на Ижевском выпускали три разновидности трехлинейки: пехотную, более короткую и легкую драгунскую и казачью, которая была похожа на драгунскую, но не имела штыка, в отличие от пехотной. Уже в 1896 году Ижевский завод производил 1000 мосинок в день. Их выпускали и в Первую мировую войну, и в период Ижевско-Воткинского восстания, и во время Гражданской войны.

В 1930 году стали выпускать новую версию трехлинейки, которая получила круглую ствольную коробку, намушник, предохраняющий мушку от смещения. Ее назвали «Винтовкой Мосина образца 1891/30 года». В предвоенные годы Ижевский машзавод начал осваивать производство автоматической винтовки Симонова и самозарядной винтовки Токарева, поэтому выпуск винтовки Мосина в 1940 году свернули. Но в июне 1941-го его пришлось возобновить. Главный инженер завода Соломон Гиндинсон сумел наладить конвейерную систему подготовки деталей и узлов, и ежедневно с заводских конвейеров сходило 12 тысяч винтовок и карабинов системы Мосина.