Судостроительная программа России, разработанная в 1881 на 20 лет, предусматривала постройку 24 эскадренных броненосцев, 15 крейсеров и свыше 140 кораблей других классов. В 80-х гг. появились штабы соединений, состоявшие из флагманских специалистов (штурмана, артиллериста, минёра, механика и др.). Основным соединением кораблей считалась эскадра. Дивизии и бригады были упразднены. Эскадра состояла из кораблей различных классов, сведённых в отряды. Важное значение для флота имело изобретение в 1895 русским учёным А. С. Поповым
радио, способствовавшего управлению силами в бою на больших расстояниях. Значительный вклад в развитие русского ВМФ и его тактики внёс адмирал С. О. Макаров. В 1898 русский ВМФ, состоявший из Балтийского, Черноморского флотов, Каспийской и Сибирской флотилий, имел 14 броненосцев, 23 броненосца береговой обороны, 6 броненосных крейсеров, 17 крейсеров, 9 минных крейсеров, 77 миноносцев, 96 миноносок, 27 канонерских лодок. К концу 19 в. завершился переход к новому, броненосному флоту; на вооружение кораблей вместо гладкоствольных, заряжавшихся с дула пушек поступили стальные нарезные орудия, заряжавшиеся с казённой части, совершенствовалось и минно-торпедное оружие. Всё это потребовало изменения системы комплектования флота личным составом и перестройки его подготовки. Рост технического оснащения кораблей вызвал необходимость призывать на флот более квалифицированных людей из среды фабрично-заводских рабочих, что способствовало распространению революционного движения на флоте. Для повышения технических знаний офицерского состава в Морском кадетском корпусе были расширены курсы технических дисциплин, открыты специальные морские училища: инженерное, артиллерийское, штурманское. Офицерские классы при Морском училище были реорганизованы в Академический курс, а в 1877 — в Морскую академию.
Несмотря на известные успехи в своём развитии, русскому ВМФ были присущи многие недостатки, обусловленные общей реакционностью самодержавного строя России. В русско-японской войне 1904—1905
вследствие гнилости царизма, проводившего авантюристическую политику на Дальнем Востоке, и бездарности царских адмиралов основные силы русского ВМФ были уничтожены. Поражение царизма ускорило начало первой русской Революции 1905—07. Наиболее крупными революционными выступлениями на флоте были восстания на броненосце «Потемкин»
и крейсере «Очаков» на Черноморском флоте в 1905, Кронштадтские восстания 1905 и 1906, Свеаборгское восстание 1906. С 1906 началось восстановление русского ВМФ. В 1906 создан Морской генеральный штаб
, которому были переданы оперативно-стратегические функции (разработка судостроительных программ, планов войны, оперативная подготовка флота). Административно-хозяйственные функции выполнял Главный морской штаб как аппарат морского министра. На основе критического изучения опыта русско-японской войны прогрессивные военно-морские деятели России в целом верно наметили новые тенденции в развитии флотов и правильно оценили роль новых боевых сил и средств в будущей войне. ВМФ пополнился новыми кораблями всех классов, построенных выдающимися кораблестроителями А. Н. Крыловым, И. Г. Бубновым и др. Накануне 1-й мировой войны 1914—18 Россия имела 9 линейных кораблей, 14 крейсеров, 71 эскадренный миноносец, 23 подводные лодки. По проекту русского кораблестроителя М. П. Налётова было начато строительство первого минного подводного заградителя «Краб». Русские конструкторы создали линейные корабли типа «Севастополь», имевшие на вооружении 12 305-мм орудий, расположенных в четырёх башнях, противоминную артиллерию и торпедные аппараты. Были созданы первоклассный тип эсминца («Новик») и первые в мире тральщики, наиболее совершенные образцы мин и тралов. Дальнейшее развитие получили теория и практика ведения наступательного боя на море, на минно-артиллерийские позиции, охраны водного района базы и др. В ходе 1-й мировой войны русский флот был усилен новейшими кораблями (7 линейных кораблей, 29 эскадренных миноносцев, 35 подводных лодок), впервые появилась морская авиация. Была создана флотилия Северного Ледовитого океана. Корабли Балтийского и Черноморского флотов в ходе войны нарушали морские коммуникации противника и защищали свои морские сообщения, обороняли побережье от вторжения противника и поддерживали приморские фланги армии. Особенно успешными были постановка Балтийским флотом активных минных заграждений в 1914—15, оборона Рижского залива, операции Черноморского флота по содействию флангу Кавказской армии в 1916 и осуществлению блокады Босфора. Впервые в русском флоте было создано оперативное объединение (эскадра), состоявшее из однородных тактических соединений и включавшее авиационные корабли (авиатранспорты). Тактика обогатилась опытом использования миноносцев и подводных лодок.