尽管多边形膛线（polygonal rifling）很早就出现了，但是在19世纪末线状无烟火药弹药刚出现时就已经很少使用。多边形膛线的原理最早是在1853年由著名的英国发明家约瑟夫·惠特沃思爵士（Sir Joseph Whitworth，1803～1887）提出的。

多边形膛线

当时惠特沃思正在试验在火炮上应用六边形炮管，并且在1854年申请了专利，但是英国军方在1856年拒绝采用他的设计，惠特沃思因此转而将设计应用到了步枪上试图取代当时服役的1853式恩菲尔德步枪。

南北战争时期，南军的神枪手使用装配了多边形枪管的惠特沃思步枪（Whitworth rifle）在战场上取得了很大成功，甚至在1,000码（910米）的距离外一击狙杀了北军在战争中阵亡的最高将领约翰·塞奇威克将军（John Sedgwick，1813～1864，生前最后一句话是"这么远的距离，他们连大象都打不到"）。惠特沃思步枪远超同时期其他枪型（比如夏普斯步枪）的远程精度使其成了"神枪手"的代名词，并且被后世定义为最早的一款真正意义上的狙击步枪。

最后两款大批量使用的多边形膛线步枪是英国的李-梅特福步枪（Lee-Metford rifle）和日本的有坂铳。当线状无烟火药开始取代黑火药时，因为当时用来制作李-梅特福枪管的金属材料太软，膛喉磨损情况太严重无法适应新式火药，因此整个多边形膛线枪管设计被取缔，在西方几乎销声匿迹，李-梅特福步枪也随即被改制成了传统膛线的李-恩菲尔德步枪。而东方的情况则相反，有坂铳设计则通过后续的三八式步枪不断证明了其在战场上的耐用性和精度，从日俄战争和一战开始一直坚持到了二战结束才推出历史舞台。