В 1938 году Токарев представил на конкурс принципиально новую самозарядную винтовку, автоматика которой работала по принципу отвода пороховых газов через отверстие из канала ствола. Ударно-спусковой механизм куркового типа был рассчитан на ведение только одиночного огня. Токарев сконструировал его в виде отдельного агрегата, что значительно упростило обслуживание винтовки в полевых условиях. В 1939 году ее приняли на вооружение РККА под обозначением "7,62-мм самозарядная винтовка Токарева обр.1938 г.(СВТ-38)". К производству винтовки в том же году приступили Тульский оружейный и Ижевский машиностроительный заводы. Во время советско-финской войны 1939 - 1940 годов СВТ-38 получила боевое крещение. Тогда-то выявились и некоторые недостатки, заложенные в конструкции винтовки: избыточная масса, громоздкость, сложность в эксплуатации. В 1940 году винтовка Токарева подверглась дальнейшему усовершенствованию на основе полученного боевого опыта. С июля того же года стал выпускаться ее модернизированный образец СВТ-40.

Наряду с самозарядной винтовкой, Токарев разработал на ее базе автоматическую винтовку обр. 1940 г. (АВТ-40), выпускавшуюся в 1942 году. Ее ударно-спусковой механизм позволял вести одиночный и непрерывный огонь. Роль переводчика вида огня выполнял предохранитель. Стрельба короткими очередями разрешалась только в случае нехватки ручных пулеметов во время напряженного боя.

Скорострельность АВТ-40 при стрельбе одиночными выстрелами достигала 20-25 выстр/мин, короткими очередями - 40-50 выстр/мин, при непрерывном огне - 70-80 выстр/мин. Такая переделка самозарядной винтовки в автоматическую явилась вынужденной, была вызвана малым количеством автоматического оружия в Красной Армии в самые драматичные дни войны. АВТ-40 позволяла хотя бы частично компенсировать недостаточную плотность огня пехоты. Однако конструкция винтовки не обеспечивала требуемой прочности деталей и безотказности работы автоматики. Кучность боя из этой винтовки не удовлетворяла требованиям армии. Поэтому с насыщением фронтовых частей более эффективным оружием, пистолетами-пулеметами, уже с конца 1942 года самозарядные и автоматические винтовки Токарева постепенно изымаются из войск. Тогда же практически полностью прекращается их производство. Официально приказом это было оформлено только в январе 1945 года.