Mit seinem Bruder ging er nach Lüttich, um sich mit der Gewehrtechnik vertraut zu machen. Sie konstruierten Revolver und Pistolen und Ende 1865 ein Hinterladegewehr, das als Mausergewehr (Modell 1871) eingeführt wurde. Später vervollkommnete Mauser dies zum Mehrladegewehr. Er arbeitete ferner an der Entwicklung der Selbstladegewehre mit. 1872 wurden die Mauser-Werke in Oberndorf am Neckar von ihm und seinem Bruder gegründet, in denen er Generaldirektor war. Ab 1897 waren die Werke eine Aktiengesellschaft, die Jagd-, Sport- und Kriegswaffen produzierte. Mauser wurde 1912 geadelt.