Капитан Русской Императорской Армии Владимир Григориевич Федоров приступил к разработке самозарядной винтовки в 1906 году на базе винтовки Мосина. Она была создана под штатный патрон калибра 3 линии (7.62х54R) и имела неотъемный магазин на 5 патронов. Испытания начались в 1911 году, в 1912 году артиллерийский комитет принял решение заказать опытную партию в 150 экземпляров для войсковых испытаний. А уже в 1913 году Федоров предложил автоматическую винтовку своей конструкции, рассчитанную под новый патрон, разработанный самим Федоровым. Этот патрон имел остроконечную пулю калибра 6.5мм массой 8.5 граммов и гильзу бутылочной формы без выступающей закраины. Начальная скорость пули составляла порядка 850 м/с.
В конце 1913 года начались испытания автоматических винтовок Федорова под новый патрон, однако начавшаяся Первая Мировая война положила конец изысканиям в области новых патронов. Тем не менее, в 1915 году русская армия испытывала жестокую нужду в стрелковом оружии, в том числе легких ручных пулеметах. Было принято решение о заказе автоматических винтовок Федорова в качестве легкого оружия поддержки пехоты, при этом винтовки предполагалось перестволить под японский патрон 6,5x50SR Арисака, обладавший характеристиками, схожими с патроном Федорова, и имевшимися в значительном количестве, так как эти патроны вместе с винтовками Арисака были закуплены в начале войны для восполнения потерь в оружии Русской армии. При этом уже выпущенные винтовки переделывались под японский патрон путем установки в патронник специального вкладыша.
Летом 1916 года опытные винтовки были направлены в особую роту, где прошли стрелковые испытания. Осенью 1916 года было принято решение заказать автоматические 2.5-линейные (6.5мм) винтовки Федорова Сестрорецкому оружейному заводу, однако этот завод не справлялся даже с выпуском основной продукции (винтовок обр. 1891/10 года), и массового производства «ружей-пулеметов» системы Федорова (термин "автомат" был введен начальником стрелкового полигона Н.И.Филатовым позже, в 1920х годах) так развернуто и не было. В 1918 году было принято решение о переводе производства оружия системы Федорова на новый, еще строящийся завод в городе Ковров, с уменьшением заказа с 15 000 до 9 000 стволов, однако всего в период с 1920 по 1924 год, когда производство автомата Федорова было закончено, общий его выпуск составил всего 3 200 единиц. На вооружении Красной Армии автоматы Федорова находились до 1928 года, когда в связи с унификацией боеприпасов было решено снять с вооружения оружие калибров, отличающихся от основного (в данном случае 7.62х54R). Автоматы были переданы на склады и в дальнейшем были использованы только в ходе войны с Финляндией в 1940 году, когда небольшое количество автоматов Федорова было вновь возвращено в войска.
Нужно отметить, что сам по себе автомат Федорова не мог всерьез рассматриваться как массовое армейское оружие - он обладал недостаточной надежностью (особенно в условиях запыления и загрязнения), был довольно сложен в производстве и обслуживании. Основная и наиболее важная заслуга Федорова в данный период состоит именно в создании рабочего образца индивидуального автоматического оружия - автомата. Более того, сам Федоров в своей работе "Эволюция стрелкового оружия" указывал, что его автомат предназначался в первую очередь для вооружения различных специальных подразделений, а не линейной пехоты, таких как мотоциклетные команды, конно-охотничьи команды, а также для отборных стрелков в пехоте.
Кроме того, автомат Федорова в конце двадцатых и начале тридцатых годов послужил базой для создания одного из первых унифицированых семейств стрелкового оружия, включавшего в себя не только автомат, но и ручные пулеметы, а также пулеметы для установки на боевой технике. Эти разработки опередили свое время как минимум на 30-40 лет. Не менее важна и роль Федорова как последовательного сторонника принятия уменьшенных калибров в стрелковом оружии.
Автомат Федорова использовал энергию отдачи при коротком ходе ствола. Запирание ствола осуществлялось при помощи двух качающихся личинок, расположенных по бокам казенной части ствола. При переднем положении ствола личинки находились в горизонтальном положении. Их боевые упоры входили в зацепление с затвором, жестко запирая ствол. В процессе отката подвижной системы личинки, взаимодействуя со ствольной коробкой, поворачивались вниз, освобождая затвор. Для повышения надежности функционирования в механизм введен рычажный ускоритель затвора. Автомат Федорова допускал ведение огня одиночными выстрелами и очередями. Питание патронами осуществлялось из отъемных коробчатых магазинов емкостью 25 патронов. Ложа оружия была выполнена из дерева и имела дополнительную переднюю рукоятку для удержания.
