В 1890 году «за отличие по службе» он был произведен в контр-адмиралы. На следующий год его назначили инспектором морской артиллерии, и тогда же за свой труд «Витязь» в Тихом океане» он удостоился Академией наук престижной Макарьевской премии и Золотой медали Русского географического общества. В 1894—1896 годах Степан Осипович совершил второе кругосветное путешествие: в конце 1894 года из Петербурга он прибыл в Средиземное море, а в 1895 году перешел на кораблях объединенной Тихоокеанской эскадры через Суэцкий канал на Дальний Восток. Получив назначение старшего флагмана дивизии Балтийского флота, перешел через Тихий океан в Северную Америку, по сухопутью пересек ее и Атлантическим океаном вернулся на родину. В 1896—1897 годах выступал перед военными моряками с лекциями «Рассуждения по вопросам морской тактики»37
, в которых излагал прогрессивные взгляды на развитие Российского военно-морского флота. Тогда же начал усиленно заниматься проблемами освоения Арктики с помощью ледоколов.В 1896 году Макарову присвоили звание вице-адмирала. В январе 1897 года он подает записку морскому министру:
Наконец-то средства выделены, и на верфях Ньюкасла под наблюдением Макарова началась постройка ледокола «Ермак». Весной 1899 года «Ермак» прибыл в Кронштадт, а в конце мая вышел в первое полярное плавание. Спустя месяц началась схватка с полярным льдом. За Шпицбергеном «Ермак» вошел в обширные ледяные поля и двинулся на среднем ходу напрямик, проламывая и раздвигая лед. Несмотря на повреждения, «Ермак» раскалывает ледяные поля толщиной 3—4 метра, разбивает торосы, оправдывает все ожидания относительно возможности пробиваться сквозь льды. За время прохода всесторонне изучена ледовая обстановка в арктическом районе.
Наступившая зима и суровые морозы заставили вскоре призвать «Ермак» на помощь на Балтике. Крейсер «Громовой», следуя в Кронштадт, задержался в пути, и его сковали льды. На следующий день Макаров пришел на «Ермаке» на подмогу и выручил «Громовой». Во время этого же похода ледокол освободил из ледового плена 12 пароходов, застрявших в Петербургском порту.