Здесь ярко отмечены уже знакомые нам черты, свойственные техническому творчеству Мосина; глубокое понимание неразрывной связи теории и практики, смелое новаторство в методах технической подготовки.
Наряду с руководством заводом Мосин работал и в артиллерийском комитете. «Мосин редко принимал участие в прениях. Он выглядел замкнутым, мало разговорчивым человеком», но с глубочайшим вниманием знакомился с материалами офицеров, осматривавших оружие, где отмечались отдельные недостатки его винтовки. Он не переставал думать о её дальнейшем усовершенствовании на основе боевого опыта. Мосин обладал обширными техническими знаниями и огромным практическим опытом. Он ясно представлял себе широкие перспективы дальнейшего развития оружейного дела. Его пристальное внимание привлекало автоматическое оружие, в то время еще только зарождавшееся.
«Не было ни одного серьёзного вопроса в области нашей работы, — говорит генерал-лейтенант В.Г. Федоров, — которым бы не интересовался самым живейшим образом талантливый конструктор. И всё-таки сразу же бросилось в глаза, что в отношениях между членами оружейного отдела и гениальным конструктором русской трёхлинейной винтовки чувствовалась какая-то странная, на первый взгляд, необъяснимая холодность».
Несомненно, Мосин не мог забыть, что многие из заседавших с ним теперь за одним столом членов артиллерийского комитета способствовали обезличению его винтовки. Но, несмотря на горечь незаслуженной обиды, Мосин по-прежнему отдавал все свои силы любимому делу.
В середине января 1902 года Мосин простудился, но не обратил на это внимания. Болезнь обострилась и вынудила слечь в постель. Состояние его в короткий срок резко ухудшилось. 26 января 1902 года около четырёх часов дня С.И. Мосин скончался от крупозного воспаления легких. Не стало замечательного русского конструктора, всю жизнь самоотверженно служившего Родине.
Мосина похоронили в Сестрорецке. В печальной процессии, кроме родных и офицеров-сослуживцев, участвовала масса заводских рабочих, искренне сожалевших о кончине Мосина. Поблескивая под скупым зимним солнцем вместе с офицерской шашкой, на крышке гроба лежала трёхлинейная винтовка, напоминая о заслугах Сергея Ивановича Мосина перед родиной.
Воздух потряс оружейный салют — последняя воинская почесть. Прах опустили в могилу.
Смерть Мосина была встречена полным равнодушием со стороны правящих кругов царской России, издавна привыкших не замечать и не признавать отечественные таланты. Официальные издания обошли смерть Мосина молчанием. В правящих царских кругах не было сказано ни одного теплого слова, посвященного памяти замечательного русского конструктора. Только журналы «Оружейный сборник», «Нива» поместили статьи о смерти Мосина.
Журнал «Нива» подчеркивал, что благодаря трудам Мосина явилась возможность иметь своё собственное ружьё, «сделанное на русских заводах, под руководством русских техников, русскими рабочими». Этот широко распространённый в то время журнал правильно отметил высокие заслуги Мосина и выступил против умаления правящими кругами его изобретения, отстаивая национальное достоинство России и права русских людей на самостоятельное техническое творчество в оружейном деле.
Светлую память о Мосине, изобретателе и человеке, бережно сохранили его сотрудники. 11 февраля 1902 года работники Сестрорецкого оружейного завода, собравшись на общее собрание, постановили возбудить ходатайство «об испрошении высочайшего соизволения на открытие добровольной подписки в войсках для собрания капитала, имеющего целью увековечить имя генерал-майора Мосина». Но военный министр генерал Банковский решительно отклонил это ходатайство. Было разрешено лишь поставить портрет Мосина в зале завода и составить капитал в… 500 рублей для выдачи премии его имени. Как это обычно бывало в царской России, память о русских изобретателях обрекалась на забвение.
Но светлая память о Мосине жила вместе с созданной им винтовкой. Этой винтовкой русская армия была вооружена во время русско-японской войны, с этой винтовкой воевала русская пехота во время первой мировой войны 1914–1918 годов. Вооружённая этой винтовкой, Советская Армия разгромила белогвардейцев и интервентов во время гражданской войны 1918–1920 годов; безотказно служила эта винтовка (наряду с другими новейшими образцами оружия) Советской Армии в Великую Отечественную войну против немецко-фашистских захватчиков.