Впервые о применении самострела на Руси сообщается в Радзивилловской летописи под 1159 годом. Это оружие, значительно уступая луку по скорострельности (лучник выпускал в минуту около 10 стрел, арбалетник — 1—2), превосходит его по силе удара стрелы и по кучности боя. Самострельный болт пробивал тяжелый доспех на большом расстоянии.
Самострел состоял из деревянного ложа, которое обычно оканчивалось прикладом. На ложе находился продольный желобок, куда вкладывалась короткая стрела — «болт». На противоположной прикладу оконечности ложа крепился лук, короткий и чрезвычайно мощный. Он делался из стали, дерева или рога. Для того чтобы зарядить самострел, стрелок упирался ногой в стремя и натягивал тетиву, скрепляя ее с зацепом — так называемым «орехом». При выстреле коленчатый рычаг-спуск выходил из углубления «ореха»; последний, поворачиваясь, освобождал тетиву и сцепленный с ней болт. «Напряг стрелу самострельную, юже испусти напрасно, ею же уязви в сердце его гневливое» (Новгородская IV летопись).
Тетива натягивалась у ранних моделей самострела руками. Со второй половины XII века появляется поясной крюк, с помощью которого стрелок, распрямляя корпус, подтягивал тетиву до зацепа. В XIII веке самострелы заряжаются с помощью коловорота. Древнейший в Европе поясной крюк найден при раскопках волынского города Изяславля.