Соревнования двух конкурирующих магазинных образцов начались в первых числах января. В упражнениях на скорость стрельбы достаточно хорошо обученные стрелки смогли сделать примерно по 21 выстрелу в течение минуты из той и другой винтовки, менее обученные — по 18 выстрелов. Ровно шли винтовки и по числу залпов — от 16 до 18 в минуту.
Примерное равенство результатов сохранялось на протяжении всех опытов. Так, 17 января стреляли по ростовой фигуре на дистанции 200 шагов на меткость без фиксирования времени из винтовок С. И. Мосина. Всего сделано было 2088 выстрелов, попало в мишень 63,8% пуль, задержек выявлено И. 29 января такие же испытания прошла винтовка Л. Нагана и при том же количестве выстрелов дала 65,7% попаданий, 17 задержек и 14 треснувших гильз.
24 января обе системы подверглись испытаниям на скорость стрельбы со своими обоймами. Из винтовки Нагана произвели 4607 выстрелов, в две минуты удавалось выпустить в среднем по 26,5 пуль, всякого рода задержек и неисправностей обнаружено 97. Таким образом на 47 выстрелов приходилась одна задержка. Система Мосина показала скорость 30,4 пули в течение двух минут при точности стрельбы до 55%, всего выстрелов было сделано 15448, и на них пришлось 517 задержек. Так что у Мосина в этом упражнении соотношение задержек и выстрелов составило 1:30. О том, что обе конкурирующие винтовки были примерно равны по своим тактико-техническим возможностям, свидетельствует и тот факт, что для них характерны однородные недостатки. Но в мосинской винтовке в основном ломались выбрасыватели, спусковые пружины, вилки затвора, бойки ударника, имелись случаи пореза рук о кромку обоймы, сами обоймы были сделаны некачественно, отчего патроны туго выходили из них. Плохо обработанный патронный вход снимал с гильз стружку, отчего заклинивало затвор. Причиной всему этому была спешка при изготовлении опытной партии, инспирированная военным министром. Но имел место и серьезный конструктивный недостаток — заклинивание патронов между отсечкой и стенкой ствольной коробки. Над его устранением Сергею Ивановичу еще предстояло поработать.
Немало нареканий вызывали и винтовки Нагана. Они имели также крупные недостатки, как чрезвычайно большое количество утыканий патронов в пенек ствола, самопроизвольное открывание крышки магазина, заклинивание затвора между отсечкой и ствольной коробкой. Если суммировать недостатки испытываемых винтовок, то выходило, что из-за плохого качества патронов случались полные или неполные осечки и затяжные выстрелы, остальные же задержки: свертывание курка, срыв выбрасывателя с гильзы, поломки зуба выбрасывателя, поломки спусковой пружины, различного рода заклинивание патронов, их тугое экстрактирование, упирание пули в пенек ствола, тугое открывание затвора и прочее целиком зависело или от качества конструкции оружия, или же от качества его отделки. Выходило так, что у винтовки Мосина было меньше конструктивных издержек, зато велико было число поломок по причине производственного брака. Система Нагана имела серьезные недостатки в конструкции, была много сложней, но зато тщательность отделки помогла ей выйти вперед по меньшему числу задержек и поломок. Для мосинской винтовки положение усугублялось еще и тем, что на полигон в январе не поступили те 30 экземпляров, в которых были устранены недостатки подавателя патронов, а, кроме того, экземпляры, ранее поступившие на испытания, были приспособлены под дуговую обойму системы капитана Захарова, которая себя не оправдала и которую впоследствии заменили обоймой, спроектированной Мосиным. Однако новые обоймы в старых прорезях ствольной коробки держались плохо, отчего происходил ряд неприятностей. Во всяком случае, за два месяца испытаний накопление задержек у Мосина было большим в общей сумме, чем у Нагана.
Кроме перечисленных, проводились стрельбы для выяснения влияния осалки патронов на количество дыма, получаемого при выстреле; для выяснения удобства заряжания винтовок в темноте, когда мишени освещались ракетами; стреляли по быстроисчезающим мишеням; испытывали ружья на прочность механизма при нанесении штыкового удара. Наконец, 7 марта испытывали влияние загрязнения на точность и надежность стрельбы. Суть опыта заключалась в том, что обе винтовки подвешивали в ящике, наполненном строительным мусором, заколачивали крышку и подавали внутрь ящика воздух кузнечным мехом. После этого винтовки вынимали, протирали только сверху и стреляли из них. Обе системы все испытания технического порядка выдержали удовлетворительно.
9 марта Ораниенбаумский полигон почтил своим присутствием министр Ванновский. В тот день стрельбы велись особенно интенсивно. Винтовка Мосина держалась молодцом и ни в чем не уступала иностранке. Фактически 9 марта испытания были закончены.
Оставалась самая нелегкая задача: объективно подвести итоги и, рассмотрев результаты, определить победителя. Это труднейшее дело было возложено на специально созданную комиссию под председательством В. В. Нотбека, в которую вошли генералы Чагин, Давыдов, Ридигер, полковники фон дер Ховен, Кабаков, капитаны Петров, Погорецкий, Савостьянов и Юрлов, а также члены полковых комиссий, испытывавших обе магазинные винтовки. Таким образом, судьбу нового стрелкового оружия русской армии должны были определить 25 человек, все они имели по одному решающему голосу, а председатель, по традиции того времени, — два.
Вскоре после завершения опытов в комиссию начали поступать отчеты из полков. Измайловцы определенно высказались за пачечное ружье и за систему Нагана, добавив, что винтовка Мосина не может быть принята в том виде, в каком она была представлена на испытания. Ружье Нагана вполне можно было, по мнению измайловцев, принимать на вооружение даже без каких-либо дополнительных усовершенствований.
Комиссия Павловского полка также безоговорочно высказалась за пачечное ружье и отдала голоса Нагану, указав при этом, что у иностранной винтовки было меньше поломок. Что касается винтовки Мосина, то она привлекает своей простотой, но затвор, спусковой механизм и отсечка-отражатель сделаны слабыми. Павловцы сочли, что винтовка Мосина из-за большого количества поломок меньше внушает доверия, а бельгийская система вполне удовлетворяет предъявляемым требованиям.
Несколько удивили офицеры лейб-гвардии 1-го стрелкового батальона. Придерживаясь явно отсталых и консервативных взглядов, они высказались в поддержку однозарядного ружья, мотивируя свое решение тем, что магазинные ружья еще недостаточно проверены (как будто вся Европа еще не была ими вооружена) и что магазинки якобы не имеют в скорострельности явных пре— имуществ перед однозарядками. Оценивая обе системы пачечных ружей, комиссия первого батальона положительно оценила винтовку Нагана из-за меньшего количества поломок, из-за большей прочности всех деталей и частей бельгийской системы, указав при этом, что пачечная система вообще должна заряжаться пятью патронами так же удобно, как и одним — однозарядная, и отличаться прочностью частей магазинного приспособления, чтобы солдаты быстро научились винтовку собирать и разбирать, чистить и стрелять из нее.
В общем, гвардейцы верно уловили главное обстоятельство испытаний: разное качество заводского исполнения винтовок обеих систем, но, не имея опыта полевой службы, они поддались внешнему блеску нагановского образца, не заметив важных преимуществ отечественной винтовки.
Наиболее квалифицированное заключение сделали армейцы Самарского полка. Отдав предпочтение пачечному ружью перед однозарядным, они отметили хорошую скорострельность и особенно простоту конструкции Мосина. Самарцы отметили в своем заключении, что люди, совершенно незнакомые с магазинными ружьями, овладели винтовкой Мосина в два занятия. Они верно оценили то обстоятельство, что из магазинных винтовок сподручнее вести эффективный огонь по быстроисчезающим мишеням, и точнее подметили, что обойма Мосина не была приспособлена к винтовке, отчего происходили случайные задержки в стрельбе. Определяя победителя, самарцы отдали предпочтение Нагану, указав при этом, что винтовка его отделана более тщательно. Три комиссии из четырех отметили, что даже в случае принятия винтовки Нагана на вооружение, ее нужно будет тщательно дорабатывать.