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Le Secrétariat d’État à la guerre (War Department) chargea Whitworth de trouver un successeur à la carabine Enfield 1853 de calibre 14,66 mm, dont la récente guerre de Crimée venait de montrer les inconvénients. Le fusil Whitworth avait une perce inférieure (11 mm) et de section hexagonale ; les balles, allongées, avaient un taux de rotation supérieur (un tour complet sur vingt pouces de guidage) à la carabine Enfield, et les essais de 1859, rapportés par le journal The Times le 23 avril, confirmèrent sa supériorité à tous égards. Cependant, la géométrie hexagonale du canon s’avéra vulnérable au fouling, et comme son usinage était quatre fois plus coûteux que celui de la carabine Enfield, le gouvernement britannique repoussa son adoption, contrairement à l’Armée française. Une quantité indéterminée de fusils Whitworth furent livrés aux Confédérés lors de la Guerre de Sécession : les Américains baptisèrent cette arme le Whitworth Sharpshooter.

La reine Victoria inaugura en 1860 le premier meeting de la National Rifle Association of the United Kingdom à Wimbledon en tirant avec un fusil Whitworth monté sur affût : la balle atteignit le centre de la cible à 366 m.
Ces fusils, d’un coût de fabrication élevé, sont d’une remarquable précision à des distances allant jusqu’à 1000m, l’idéal étant 650-800m. Ils étaient utilisés par les tireurs d’élite et permettaient de toucher des cibles à longue distance comme des soldats trop exposés. L’arme pouvait être utilisée avec sa visée d’origine ou équipée d’un dioptre pouvant améliorer la prise de visée et donc la précision. Un bon tireur devait pouvoir faire 3 à 5 tirs par minute, selon la position de tir employée. Le temps de trajet d’un projectile entre le tireur et le point d’impact situé à 600m se fait en 2 secondes.