В 1881 году Макарова командируют в Константинополь командиром «Тамани» в распоряжение посла. И здесь Макаров находит себе дело — проводит исследование характера течений в Босфоре. В результате было открыто два течения: верхнее — из Черного моря в Мраморное и нижнее — из Мраморного моря в Черное. Появилась работа «Об обмене вод Черного и Средиземного морей», за которую Макарова удостоили премией Академии наук. И вновь Макаров на Балтике, командует броненосным фрегатом «Князь Пожарский», который становится образцовым кораблем. В зимнее время Макаров читает лекции в Кронштадтском морском собрании, Географическом обществе и готовится к кругосветному плаванию на корвете «Витязь», куда он был по его просьбе переведен осенью 1885 года.
31 августа 1886 года «Витязь» отправляется из Кронштадта в кругосветное плавание. Посетив Мадейру, острова Зеленого мыса, Рио-де-Жанейро и благополучно пройдя Магелланов пролив, корвет через четыре месяца вышел в Тихий океан. Из Вальпараисо «Витязь» направился в Иокогаму, останавливаясь по пути на Маркизовых и Сандвичевых островах. Побывав в Японии, корабль вошел в состав Тихоокеанской эскадры. Полгода «Витязь» тщательно обследует Дальневосточное побережье, обходит порты и гавани Охотского моря, Камчатки, посещает острова Беринга и Медный... Цель этого плавания — выяснить и определить пригодность их к базированию кораблей на случай войны.
Во время болезни адмирала А. Корнилова, Макаров временно назначается командующим эскадрой. Макаров знал, что рано или поздно неизбежно столкновение с Японией. До прибытия «Витязя» подготовка кораблей шла вяло, по-казенному. Став во главе эскадры, Макаров немедленно принялся за боевую подготовку, приближенную к реальным условиям войны. В непогоду, днем и ночью он учит тому, что может быть на войне. В эту пору родился его знаменитый призыв-завет: «Помни войну...» Обратно в Россию корвет отправился через Индийский океан, Суэцкий канал, Средиземное море. 20 мая 1889 года «Витязь» стал на якорь на Большом Кронштадтском рейде. Почти 1000 дней находился корвет в десятках стран, пересек океан, добрый десяток морей. Его экипаж провел тысячи наблюдений и замеров окружающей среды. Все они были тщательно обработаны и проанализированы Макаровым и легли в основу его капитального труда «Витязь» в Тихом океане».