Проходя службу на Тихом океане, Колчак изучил китайский язык, глубоко и основательно усвоил восточную философию; все свободное от службы время он – любознательный от природы, основательный, ищущий, – посвящал исследованиям океана в области океанографии, гидрологии, корректировал карты течений вдоль дальневосточного побережья материка. У него сформировалась тенденция к познанию в сфере морских исследований и научному обоснованию. Итогом его первой научной работы стала публикация в 1899 г. «Наблюдений над поверхностными температурами и удельными весами морской воды, произведенных на крейсерах «Рюрик» и «Крейсер» с мая 1897 г. по март 1898 г.», получившая высокую оценку выдающегося русского ученого, вице-адмирала С. О. Макарова. Который после знакомства с молодым ученым предложил ему участвовать в подготовке экспедиции в Северный Ледовитый океан на построенном по проекту самого Макарова ледоколе «Ермак».
В 1890 г. произведен в контр-адмиралы, в 1896 – в вице-адмиралы; с 1894 – командующий Средиземноморской эскадрой. Совершил поход на Дальний Восток (1895–1896). С 1896-го – старший флагман Практической эскадры Балтийского моря, по сути – командующий эскадрой Балтийского моря. Тогда же он принимается за разработку своей давней идеи, – за проект мощного ледокола. Мысль о том, что подобный корабль мог бы преодолеть льды Северного Ледовитого океана, зародилась у него еще в 1892 г. Он даже прочел публичную лекцию в РГО, на которой присутствовали многие ученые и видные высокопоставленные лица. Содержательная лекция была обставлена великолепно: с демонстрацией карт, чертежей, фотографий и даже моделей ледоколов. Ученый представил свой план использования ледоколов и будущего сибирских рек, впадающих в Северный Ледовитый океан. Вскоре председатель РГО академик Семенов-Тян-Шанский, получив из-за океана секретные распоряжения насчет строительства предполагаемого судна, встречается с министром финансов С. Ю. Витте. Последний приглашает к себе Степана Осиповича для знакомства с дорогостоящим проектом. И, давая согласие, оговаривает, что строительство нового корабля будет вестись в… Англии. Заказ в 1,5 млн. рублей золотом был отдан фирме «Армстронг, Витворт и Кє» в Ньюкасле.
А через какое-то время под наблюдением С. О. Макарова, не раз приезжавшего в Англию, и был построен