В 1949 г. Драгунову была поручена разработка спортивной винтовки с высокой кучностью, при стрельбе поперечник пробоин по 10 выстрелам не должен был превышать 30 мм на 100 м. К декабрю была изготовлена первая партия винтовок. Евгений Фёдорович сам отстрелял две из них и был поражён полученным результатом, все пробоины закрывались двадцатикопеечной монетой (диаметр советской двадцатикопеечной монеты 22 мм). Эта винтовка получила индекс С-49 и принесла СССР первый мировой рекорд в стрельбе.
Принципиально эта винтовка не особенно отличалась от боевой винтовки Мосина. Основными отличиями стали ствольная коробка без магазинного окна с базой для установки спортивного диоптрического прицела, тяжёлый ствол с улучшенной обработкой канала, пистолетная ложа с регулируемым затыльником.
Винтовка С-49 конструкции Е. Ф. Драгунова принесла СССР первый мировой рекорд в стрельбе
Позднее Драгуновым было создано немало спортивных винтовок, стандартных, произвольных, для биатлона, но настоящим прорывом в создании высокоточного оружия стала винтовка ЦВ-55 «Зенит». Основной инновацией новой винтовки стал затвор с тремя симметрично расположенными боевыми упорами. Такая система запирания более точно и единообразно фиксирует патрон в патроннике ствола, значительно повышая точность и кучность стрельбы. Второй «изюминкой» винтовки было то, что ствол со ствольной коробкой были прикреплены к ложе только в районе ствольной коробки, при этом ствол был вывешен, то есть не касался ложи, что избавило его от деформации при нагреве. С уверенностью можно сказать, что сегодня ни одна высокоточная винтовка не может обойтись без использования этих решений.
В ЦВ-55 Е. Ф. Драгунов впервые использовал форму ложи, которую теперь называют ортопедической. Справедливости ради стоит заметить, что он не был её изобретателем. Впервые спортивные винтовки с ложей такой формы были выпущены в довоенной Эстонии заводом «Таллинн-Арсенал». Ударно-спусковой механизм новой винтовки был оснащён шнеллером. Его применение позволило снизить усилие спуска до 20 г, практически на спусковой крючок не нужно было нажимать, достаточно было просто положить на него палец.
Спортивная винтовка ЦВ-55 «Зенит» имела новую конструкцию узла запирания
В пару к 7,62-мм винтовке была разработана малокалиберная «Стрела» МЦВ-55. Запирание «Стрелы» также осуществлялось на 3 боевых упора, но расположены они были не в передней части затвора, а перед рукояткой перезаряжания, за экстракционным окном. Такое решение позволило сохранить точность трёхупорного запирания и, в то же время, обеспечить досылание патрона без риска повредить нежную свинцовую пульку. Новые винтовки получили признание не только в СССР – в 1958 году ижевские винтовки были удостоены Гран-при выставки в Брюсселе.
В 1958 г. отдел главного конструктора получил задание на разработку самозарядной снайперской винтовки. Сложность задачи заключалось в том, что самозарядная снайперка должна была превосходить снайперскую винтовку образца 1891/30 гг. по точности и кучности стрельбы. К тому же характеристики стрельбы должны были быть гарантировано обеспечены на серийном образце, вместо отбора и доводки винтовок, как это практиковалось в то время. Наглядным примером может послужить американская самозарядная снайперская винтовка М21, которую получали отбором наиболее кучных М14 с последующей доработкой ствола и механизмов едва ли не вручную. Попытки создания самозарядной снайперской винтовки предпринимались до того в СССР, Германии, США, но ни одна из них успехом не увенчалась. В силу особенностей конструкции самозарядные винтовки не могли конкурировать с магазинными. Дело в том, что работа автоматики неизбежно вызывает соударения подвижных частей, которые сбивают наводку оружия.
Соперниками Драгунова в конкурсе стали С. Г. Симонов и ковровский конструктор А. С. Константинов, имевшие большой опыт в проектировании самозарядного и автоматического оружия.
Евгений Фёдорович Драгунов, в отличие от них, имел опыт создания высокоточного спортивного оружия, в частности стволов для него. Помогло и то, что сам он был стрелком-спортсменом. Пригодился и опыт модернизации снайперской винтовки обр. 1891/30 гг. В новой снайперке были использованы многие элементы спортивных винтовок: запирание на три боевых упора вместо общепринятого тогда двухупорного, конструкция канала ствола и шаг нарезов, удобный ортопедический приклад. Для устранения врождённого дефекта самозарядок, автоматика винтовки была устроена так, что подвижные части начинали движение только после того, как пуля покидала канал ствола. Для предотвращения влияния на кучность деформации ствола от нагрева при интенсивной стрельбе ствольные накладки были подпружиненными и могли перемещаться относительно ствола.
Первые результаты полигонных испытаний были закономерны, образцы С. Г. Симонова и А. С. Константинова работали как часы, но кучность была раза в полтора хуже мосинской винтовки. Образец Драгунова превосходил по кучности даже лучшую из испытанных на полигоне мосинских снайперок, но хватал задержки и поломки с удручающей регулярностью.
Казалось, винтовку Драгунова преследовал какой-то злой рок. Во время одного из испытаний произошёл разрыв узла запирания единственного опытного образца. Для того, чтобы доказать, что винтовка ни причём, пришлось распатронировать целую партию боеприпасов. Оказалось, что несколько патронов из партии были снаряжены острогорящим пистолетным порохом, что привело к резкому росту давления при выстреле. Для продолжения испытаний заводу пришлось напрячься и за две недели изготовить новый образец. Несмотря на все неприятности, по результатам первых полигонных испытаний винтовка С. Г. Симонова была с конкурса снята и остались только двое конкурентов.