1867年，德国工程师毛瑟兄弟发明一种旋转后拉式枪机。该枪机有一个拉壳钩，能抓住弹壳的底缘，向后拉时将弹壳抛出弹仓，向前推时将下一发子弹压入枪膛，同时完成退壳和装弹两个动作，简化了装弹步骤，大大加快了步枪射速。毛瑟兄弟将其应用在1871式步枪上，成为旋转后拉式步枪的雏形。经过增设弹仓和改进火药，最新的G98步枪成为全世界栓动步枪的蓝本。
与毛瑟步枪同时诞生的还有英国的李·恩菲尔德步枪和俄国的莫辛纳甘步枪，三者结构有所不同，原理却基本一致。美国和日本引进毛瑟步枪，分别仿制出了春田步枪和有坂式步枪。这五种步枪各有优势，但劣势是一致的，射速太慢、枪口威力过剩、枪身过长，在巷战中回转不易，容错率低，于是各自装备了一批冲锋枪弥补近战火力的不足。除日本外，各国在二战期间都装备了大量的冲锋枪。
二战后，半自动步枪和自动步枪的技术日渐成熟，严重冲击了栓动步枪的市场，各国军队意识到了栓动步枪的种种问题和未来战争形势的变化，于是纷纷撤装。短短几年内，几乎所有的栓动步枪都退出了现役，仅有少数用于装备二线部队。但在高精度狙击步枪领域，栓动步枪却大放异彩，牢牢占据着最精准狙击步枪的宝座，始终未被半自动步枪完全取代，英国的AWM、美国的M95、奥地利的SSG69等著名的狙击步枪都采用旋转后拉式设计。
为什么不采用射速更快的半自动设计呢？半自动步枪的击发原理是利用残余火药气体推动枪机运动，完成开锁、退壳、上膛和闭锁一系列动作。在这个过程中，子弹的上膛动作快速而粗暴，每一发子弹进入枪膛时都会产生偏差，无法保证一致性，弹头也可能因此轻微变形，这会严重影响到狙击步枪的精度。另外，半自动步枪复杂的导气结构在射击时会产生一定频率的振动，影响到整体结构的严密性，导致射击精度降低。故而高精度狙击步枪一般都采用相对温和的旋转后拉式枪机上膛，这样能最大限度减少导气结构对射击精度的影响。
但是，栓动步枪存在射速慢的先天缺陷，因此半自动狙击步枪也有一定的市场。为了提高半自动狙击步枪的设计精度，所付出的代价也是高昂的，比如德国的PSG-1步枪。它采用滚柱延迟开锁原理，让开锁动作变慢，尽可能减小机构运作对子弹上膛的影响，同时使用加厚的重型枪管，以消除开火时枪管的振动，但付出的代价是空枪重达8.1公斤，比一挺轻机枪还重，价格也是所有狙击步枪中最贵的。苏联的SVD步枪也采用了导气设计，所付出的代价是导气管积碳严重，导致该枪的整体射击精度下降。