Инженер Афанасьев рассчитал, что мощность проектируемого ледокола должна быть 52 000 лошадиных сил. По тем временам такая мощность была гигантской, и Макаров был вынужден согласиться на 20 000 лошадиных сил, исходя из допущения, что ледокол не всегда будет преодолевать льды напролом. Но поскольку агрегат такой мощности было невозможно разместить в корпусе принятых размеров, адмиралу пришлось пойти на второй компромисс: вместо одного ледокола мощностью 20 000 лошадиных сил создать два судна по 10 000 лошадиных сил. Тогда, работая в тандем, они преодолевали бы примерно такой же ледяной покров, как один «двадцатитысячник». Но правительство с таким трудом согласилось на постройку одного ледокола, что Макарову в конечном итоге пришлось довольствоваться одним-единственным судном мощностью 10 000 лошадиных сил.
Но и эту мощность впоследствии пришлось уменьшить, что было связано с отказом от носового гребного винта.
Идею такого винта Макаров заимствовал, наблюдая работу ледоколов на Великих озерах Северной Америки. При работе в неарктических условиях носовой винт отсасывал из-под льдов воздух и таким образом облегчал разрушение ледяного покрова. Однако в арктических льдах носовой винт оказался совершенно неэффективным, пришлось ликвидировать его вместе с носовой машиной, мощность энергетической установки ледокола уменьшилась до 7500 лошадиных сил.
Наследником носового винта стало пневмоомывающее устройство, которое, как уже говорилось выше, уменьшает трение между обшивкой корпуса и ледяным покровом.
Кроме носовой паровой машины, пришлось отказаться и от двух вспомогательных по 400 лошадиных сил каждая. Их предполагалось использовать для так называемых экономических ходов.
Выработку пара производили 6 двойных котлов.
Проблему живучести ледокола Макаров решил так: по всему судну проходила спасательная магистраль, сообщавшаяся с каждым отсеком самоотпирающимися клапанами. Магистраль обслуживалась очень мощной по тем временам помпой производительностью 600 тонн в час. Таким образом, в случае получения пробоины из любого отсека можно было эффективно откачивать воду.
Для погрузки топлива и других видов снабжения на судне установили четыре паровых крана грузоподъемностью по 2 тонны. Кроме того, поставили два крана грузоподъемностью 4 и 7 тонн для спуска и подъема катера и баркаса.
Все жилые помещения на судне были сухими и теплыми, с зимними тамбурами и двойными иллюминаторами.
Были оборудованы баня, рубка для рулевого, укрытия для штурманов на крыльях мостика.
Пока в Ньюкасле шло строительство, Макаров вел огромную подготовительную работу в России. Совместно с Менделеевым он составляет программу испытаний ледокола, ведет переговоры с капиталистами Волковым и Мордоховичем об организации транспортной линии, на которой пароходы работали бы с ледокольной проводкой, по крохам собирал приборы для оснащения судна. В последнем ему очень помог Менделеев. Занимая высокий пост управляющего Главной палатой мер и весов, он закупил часть приборов, приняв их на баланс своего учреждения, а при покупке заграничного оборудования уплатил немалую пошлину из собственных средств.
В программе первой экспедиции ледокола (этот документ получил название «Об исследовании Северного Ледовитого океана во время пробного плавания ледокола „Ермак“), в частности, было сказано:
„Главнейшая задача, которую предстоит решить, заключается в исследовании самого ледокола применительно к полярным льдам… Есть еще одна важная задача, заключающаяся в изучении и исследовании полярных льдов“.
Таким образом, Макаров и Менделеев рассматривали ледокол прежде всего как научную лабораторию, опытный полигон для отработки оптимальных технических решений в области ледоколостроения.
20 февраля 1899 года была завершена приемка судна, а 1 марта состоялась первая встреча ледокола со своим грозным противником — льдами. Это произошло недалеко от порта Ревель (Таллин). Один из очевидцев восторженно писал: „Ермак“ резал лед так же, как нож режет масло». На пути к Кронштадту ледокол повстречали финские рыбаки. Их изумлению не было конца, и они бежали по льду за ледоколом так же, как некогда люди бежали по рельсам за первым паровозом.
4 марта 1899 года был днем триумфа адмирала Макарова. Ледокол пришел в Кронштадт, весь город высыпал на берег, чтобы увидеть необыкновенное плавающее сооружение.
Кронштадтская газета «Котлин» в те дни писала: