Первая же ее модернизация проводилась в 1910 году и была связана с тем, что двумя годами раньше на вооружение был принят патрон с остроконечной пулей. Из-за этого понадобилось снабдить винтовку новым прицелом. Его разработал конструктор В. П. Коновалов. Кроме того, некоторые изменения внесли производственники, постоянно работавшие над улучшением технологии. Таким образом, русским оружейным заводам пришлось очень спешно готовить прицелы, отсечки-отражатели, пружины ложевых колец для четырех миллионов винтовок, нуждавшихся в модернизации.
Были попытки усовершенствовать конструкцию, созданную С. И. Мосиным. В 1912 году этим занялся уже упоминавшийся Н. И. Холодовский, ставший к тому времени генералом. Однако ему больше удались технологические изменения. В общем же предложенная Холодовским переделка была настолько дорога, что ее не приняли в производство. Теперь только в музеях остались несколько образцов, воочию доказывающих несостоятельность попыток «улучшить» систему С. И. Мосина.
Основоположник автоматического оружия В. Г. Федоров в одной из статей высказался так: генералы Ридигер и Чагин представляли школу первых казнозарядных винтовок, Мосин — новых, магазинных, а конструкторы «послемосинского» времени олицетворяют новейшую историю оружия, связанную с появлением автоматики. В общем, это верно. Как верно и то, что фундаментом исследований в области автоматического стрелкового оружия для русских изобретателей стала мосинская трехлинейка. Один из творцов отечественного автоматического оружия Я. У. Рощепей, черниговский крестьянин, кузнец Зегржского крепостного полка первую свою автоматическую винтовку проектировал на базе «магазинки» С. И. Мосина. По ходатайству начальника ружейного полигона Н. М. Филатова уволенный в запас Я. У. Рощепей стал работать в Ораниенбауме и там сделал первый образец винтовки, «из которого можно стрелять автоматически». В. Г. Федоров, человек высокообразованный, инженер с солидной теоретической подготовкой, отменно владевший математическим аппаратом, проектировать первую автоматическую винтовку собственной конструкции также начал на базе трехлинейки. И было это в 1905 году.
К числу тех, кто взял за основу винтовку системы С. И. Мосина при проектировании автоматической конструкции, был и Ф. В. Токарев. Все они добились определенных успехов на стадии «ученичества» и затем уже перешли к проектированию систем автоматики, отказавшись от переделок. Но мосинская винтовка даже после смерти ее создателя сослужила добрую службу последователям замечательного конструктора.
Совершенствование трехлинейки продолжалось и в советское время. Несмотря на высокие баллистические качества и безотказность винтовки, в процессе многолетнего опыта выявилась необходимость в некоторых изменениях, связанных с улучшением конструкции, технологии производства отдельных деталей и повышением боевых и эксплуатационных качеств оружия. Первым шагом в этом направлении явился осуществленный в 1922 году переход от трех типов винтовки (пехотной, драгунской и казачьей) к единому образцу — драгунской винтовке. Кроме нее, в войсках продолжал оставаться карабин образца 1907 года.
В начале 1924 года Артиллерийский комитет ГАУ поставил перед конструкторами задачу осуществить в винтовке С. И. Мосина те изменения, которые диктовались безусловной необходимостью и не ломали установленного технологического процесса. К работе привлекались Е. К. Кабаков, И. А. Комарицкий, А. И. Осинцев, И. А. Федорцов, П. К. Паншин.
Кабаков и Комарицкий предложили новый способ крепления штыка, поскольку старый, при помощи хомутика, был и слабым, и требовал особо тщательной подгонки и отладки. Паншин спроектировал специальный намушник для предохранения мушки от повреждений и смещений. Сначала намушник устанавливался на штыковой трубке, а затем был перенесен непосредственно на корпус мушки. Старая прямоугольная мушка была заменена цилиндрическим стерженьком, закреплявшимся в отверстии основания, а потому легко заменявшимся в случае необходимости в оружейных мастерских. И. А. Федорцов разработал новые пружинные ложевые кольца, которые устранили недостатки раздвижных и глухих колец прежних конструкций. Кроме того, существенным изменениям подвергся прицел: дуговая рамка, часто дававшая прогибы, была заменена более надежной прямой. Введена была, наконец, пластинчатая обойма, спроектированная когда-то С. И. Мосиным, и в шомпольный упор поставлен особый стержень, предохранявший шомпол от перекашивания.
Модернизированная винтовка С. И. Мосина была принята на вооружение в 1930 году, и на ее основе конструкторы разработали снайперский вариант, который отличался от штатного улучшенной отделкой канала ствола и некоторых других деталей, меньшими допусками при изготовлении, установкой оптического прицела и рукояткой затвора изогнутой формы. Обе винтовки заняли заметное место в системе вооружения Красной Армии.
Специальные рода войск — кавалерия, войска связи, артиллерия и некоторые другие — получили на вооружение в 1938 году карабин, имевший те же конструктивные и технологические усовершенствования, что и винтовка образца 1891/1930 годов, но отличавшийся от нее меньшей массой и более коротким стволом. Как и карабин образца 1907 года, он не имел штыка.
Опыт Великой Отечественной войны показал, что для войск, участвующих в рукопашных схватках, требуется вместо винтовки карабин с неотъемно-откидным штыком. Несколько конструкторов занялись разработкой штыка новой конструкции, но больших успехов добился Н. С. Семин. Карабин со штыком Семина был принят на вооружение постановлением ГКО от 17 января 1944 года. Этим же постановлением прекращалось производство винтовки системы С. И. Мосина. Таким образом, от первого штатного образца, изготовленного на Тульском оружейном заводе 16 апреля 1891 года, и до последнего, сошедшего с заводского конвейера, прошло 52 года девять месяцев и один день. Такого долголетия не знала ни одна система стрелкового оружия в мире.
И все-таки жизнь трехлинейки не закончилась в 1944 году. Мирная, послевоенная действительность возродила спортивные соревнования, в том числе и стрелковые. Наша страна стала готовиться к участию в своей первой Олимпиаде. Перед оружейниками была поставлена задача — создать первоклассную целевую спортивную винтовку, способную победить на соревнованиях самого высокого накала. Конструкторы обратились к опыту предшественников, так как еще в 1925 году стрелок и конструктор А. А. Смирнский предпринял довольно успешные попытки переделать мосинскую винтовку под малокалиберный патрон. Он заимствовал конструкцию затвора, внеся изменения в боевую личинку, выбрасыватель и ударник, приведя их в соответствие с патроном. Получился хороший образец для первоначального обучения стрельбе. Символично, что изготавливать винтовку А. А. Смирнского начали на Тульском оружейном заводе. Здесь же в Туле попытку переделать винтовку С. И. Мосина в спортивную малокалиберную совершил и Н. П. Фролов, но ему больше удалась переделка мосинской 3-линейки в охотничьи ружья нескольких модификаций, пользовавшихся большой популярностью у наших охотников.
Понимая, что от добра добра не ищут, тульские конструкторы С. С. Ферапонтов, М. И. Скворцов, Г. В. Никифоров, К. И. Шехватов, получив правительственное задание, взяли за основу разрабатываемого образца спортивной винтовки высокого класса все ту же 3-линейку. Используя ее замечательные тактико-технические данные и конструктивные особенности, они спроектировали малокалиберную винтовку МЦ-12 и произвольную, калибром 7,62 мм, винтовку МЦ-13. Эти модели сразу стали в ряд лучших мировых образцов и позволили нашим спортсменам завоевать десятки золотых медалей и высших призов на Олимпийских играх и чемпионатах мира.
Спортивные винтовки МЦ-12 и МЦ-13 до сих пор служат стрелковому спорту. Значит, живет еще легендарная трехлинейка, созданная ровно век назад, а вместе с ней не забывается и имя С. И. Мосина. Честь ему и слава!