1867年，德國工程師毛瑟兄弟發明一種旋轉後拉式槍機。該槍機有一個拉殼鉤，能抓住彈殼的底緣，向後拉時將彈殼拋出彈倉，向前推時將下一發子彈壓入槍膛，同時完成退殼和裝彈兩個動作，簡化了裝彈步驟，大大加快了步槍射速。毛瑟兄弟將其應用在1871式步槍上，成為旋轉後拉式步槍的雛形。經過增設彈倉和改進火藥，最新的G98步槍成為全世界栓動步槍的藍本。
與毛瑟步槍同時誕生的還有英國的李·恩菲爾德步槍和俄國的莫辛納甘步槍，三者結構有所不同，原理卻基本一致。美國和日本引進毛瑟步槍，分別仿製出了春田步槍和有坂式步槍。這五種步槍各有優勢，但劣勢是一致的，射速太慢、槍口威力過剩、槍身過長，在巷戰中迴轉不易，容錯率低，於是各自裝備了一批衝鋒鎗彌補近戰火力的不足。除日本外，各國在二戰期間都裝備了大量的衝鋒鎗。
二戰後，半自動步槍和自動步槍的技術日漸成熟，嚴重衝擊了栓動步槍的市場，各國軍隊意識到了栓動步槍的種種問題和未來戰爭形勢的變化，於是紛紛撤裝。短短几年內，幾乎所有的栓動步槍都退出了現役，僅有少數用於裝備二線部隊。但在高精度狙擊步槍領域，栓動步槍卻大放異彩，牢牢占據著最精準狙擊步槍的寶座，始終未被半自動步槍完全取代，英國的AWM、美國的M95、奧地利的SSG69等著名的狙擊步槍都採用旋轉後拉式設計。
為什麼不採用射速更快的半自動設計呢？半自動步槍的擊發原理是利用殘餘火藥氣體推動槍機運動，完成開鎖、退殼、上膛和閉鎖一系列動作。在這個過程中，子彈的上膛動作快速而粗暴，每一發子彈進入槍膛時都會產生偏差，無法保證一致性，彈頭也可能因此輕微變形，這會嚴重影響到狙擊步槍的精度。另外，半自動步槍複雜的導氣結構在射擊時會產生一定頻率的振動，影響到整體結構的嚴密性，導致射擊精度降低。故而高精度狙擊步槍一般都採用相對溫和的旋轉後拉式槍機上膛，這樣能最大限度減少導氣結構對射擊精度的影響。
但是，栓動步槍存在射速慢的先天缺陷，因此半自動狙擊步槍也有一定的市場。為了提高半自動狙擊步槍的設計精度，所付出的代價也是高昂的，比如德國的PSG-1步槍。它採用滾柱延遲開鎖原理，讓開鎖動作變慢，儘可能減小機構運作對子彈上膛的影響，同時使用加厚的重型槍管，以消除開火時槍管的振動，但付出的代價是空槍重達8.1公斤，比一挺輕機槍還重，價格也是所有狙擊步槍中最貴的。蘇聯的SVD步槍也採用了導氣設計，所付出的代價是導氣管積碳嚴重，導致該槍的整體射擊精度下降。