В январе 1916 года В.Г. Федоров вернулся в Петроград. Конструктор решил, что тянуть дальше просто нельзя. Весь мир постепенно переходил на автоматическое оружие. Дальнейшее откладывание испытаний оружия нового образца грозило тем, что Россия могла безнадежно отстать в вопросах вооружения армии. Комиссия прислушалась к убедительным доводам оружейника и разрешила испытания. Летом 1916 года были затребованы из Сестрорецка детали для 150 штук 7,62-мм самозарядных винтовок и 20 винтовок калибра 6,5 мм. В.Г. Филатов для работы по сборке оружия вызвал своего давнего приятеля слесаря-оружейника В.А. Дегтярева.

Основные механизмы и схема работы автоматики самозарядной винтовки были сохранены, но в ее ударно-спусковой механизм конструктор внес некоторые изменения, введя переводчик вида огня, что позволило вести теперь одиночный и непрерывный огонь из этого оружия. Федоров также разработал съемный коробчатый магазин увеличенной емкости с шахматным расположением на 25 патронов 6,5 мм и 15 патронов – 7.62 мм.

Теперь оружие было, а вот патронов – нет. Что с этим делать было непонятно. В.Г. Филатов тогда решился на то, чтобы воспользоваться японскими патронами 6,5*51. Для этого пришлось разработать новый патронник, укоротить ствол на 190 мм и поставить упрощенный прицел.

Новый тип индивидуального стрелкового оружия, не превышавший по массе штатную винтовку, но способный вести одиночный и непрерывный автоматический огонь, первоначально был назван ружьем-пулеметом, впоследствии Н.М. Филатов дал ему более совершенное название – автомат (от греч. automaios – самодействующий).

Автоматика 6,5-мм ружья-пулемета системы Федорова работала по принципу использования отдачи при коротком ходе ствола. Запирание канала ствола осуществлялось качающимися боевыми упорами. Спусковой механизм позволял вести одиночный и непрерывный огонь. Прицельная дальность стрельбы – 2000 шагов (1424 м), начальная скорость пули – 660 м/с. Для рукопашного боя ружье-пулемет имело клинковый штык. Практическая скорострельность ружья-пулемета при ведении одиночного огня с заряжанием из обоймы на 5 патронов достигала 20–25 выстрелов в минуту, непрерывный, при том же заряжании – 35–40 выстрелов в мин.

Оружие Федорова дало прекрасные результаты на полигонных и фронтовых испытаниях. Однако помимо несомненных достоинств, у автомата выявился серьезнейший недостаток: низкая живучесть.

Автоматическая винтовка Федорова так и не смогла заменить ручной пулемет. Впрочем, сам конструктор-оружейник и не ставил пока себе такой задачи. Требования к ружьям-пулеметам разработаны пока не были, и было просто неясно назначение автоматического оружия в бою. «Как стандартное вооружение пехотинца автомат Федорова никак не подходил, да он и не создавался для этого, так как для уменьшения веса автомат имел слишком короткий ствол. Это оружие мыслилось только в качестве дополнительного средства к существующей системе стрелкового вооружения».

По результатам испытаний начальник ГАУ генерал А.А. Маниковский принял решение рассмотреть вопрос о заказе 6,5-мм ружей-пулеметов Федорова. В Постановлении оружейного отдела Арткома ГАУ N441 от 21 октября 1916 г. были зафиксированы обстоятельства, повлиявшие на такой выбор:

1. Ружье-пулемет калибра 6,5 мм при стрельбе японскими патронами обладало большими преимуществами, чем оружие калибра 7,62 мм: меньшей отдачей и меньшим нагреванием ствола, большей легкостью и компактностью, на что влияли линейные габариты японского патрона, большей прочностью запирающего механизма и более рациональным устройством магазина на 25 патронов.