Мастерски маневрируя, «Константин» отвлёк турецкий броненосец от берегов Абхазии, где в критическом положении находился отряд полковника Шелковникова, который доносил телеграфом: «Колонну князя Аргутинского рассвет застал в сфере огня со стороны, броненосца. Она была спасена от страшных потерь пароходом «В. кн. Константин».

В день лунного затмения Макаров решил атаковать турок на Сухумском рейде. 11 августа 1877 года в темноте «Константин» скрытно подошёл к Сухуми, спустил четыре минных катера и те направились в бухту, поджидая начала затмения. Наконец диск луны покрылся тенью. Катера устремились в атаку на лучший турецкий броненосец «Шевкет». В это время на берегу вспыхнул сильный пожар и осветил бухту. Турки открыли бешеный оружейный огонь, а потом начали стрелять из пушек. Осыпаемые градом пуль и картечи, катера упрямо шли к броненосцу. Первым бросился в атаку катер «Синоп». Раздался страшный взрыв, к небу взвился огромный столб воды, перемешанной с углём. Броненосец заколыхался и стал крениться на правый борт. В отчаянии метались на его борту турки. Многие бросались в воду. Броненосец до конца войны вышел из строя.

«Весёлый дух офицеров и команды, твёрдо верящих в силу своего оружия, не имеет границ», — доносил Макаров.

В сентябре С. Макарова произвели в капитан-лейтенанты.

После набега на Сухумский рейд и успешной атаки самодвижущимися минами-торпедами турецкого броненосца «Шевкет» Макаров в конце войны повторно атаковал турок на рейде Батуми. В ночь с 13 на 14 января 1878 года двумя торпедами с минных катеров был потоплен турецкий сторожевой корабль «Интибах». Сильнейший взрыв, гигантская стена воды на мгновение заслонили от русских моряков корабль противника. Когда завеса рассеялась, на поверхности плавали только обломки и случайно спасшиеся турки...

Макаров досрочно получает чин капитана 2-го ранга. На его мундире два новых ордена, Святого Георгия IV степени и Святого Станислава II степени.

Победоносное окончание русско-турецкой войны принесло освобождение болгарскому народу от пятивекового османского ига...

В 1879 году С. Макаров возвращается на Балтику. Он назначается командиром отряда миноносок, но вскоре приказ был отменен.

Генерал Скобелев, опытный колонизатор, жестокий по натуре, познакомился с Макаровым во время Русско-турецкой войны. Теперь Скобелеву поручили Ахал-Текинскую операцию, чтобы России утвердиться в Средней Азии.

Без помощи морем успеха не достичь, и Скобелев попросил назначить заведовать морской частью С. Макарова. Со своими задачами Макаров успешно справился и был произведён в капитаны 1-го ранга.

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 Чёрного моря в Мраморное и нижнее — из Мраморного моря в Чёрное. Появилась работа «Об обмене вод Чёрного и Средиземного морей», за которую Макарова удостоили премией Академии наук. И вновь Макаров на Балтике, командует броненосным фрегатом «Князь Пожарский», который становится образцовым кораблём. 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 переведён осенью 1885 года.

31 августа 1886 года «Витязь» отправляется из Кронштадта в кругосветное плавание. Посетив Мадейру, острова Зелёного 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 вошёл 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-казённому. Став во главе эскадры, Макаров немедленно принялся за боевую подготовку, приближённую к реальным условиям войны. В непогоду, днём 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, пересёк океан, добрый десяток морей. Его экипаж провёл 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».

В 1890 году «за отличие по службе» он был произведён 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 перешёл на кораблях объединённой Тихоокеанской эскадры через Суэцкий канал на Дальний Восток. Получив назначение старшего флагмана дивизии Балтийского флота, перешёл через Тихий океан в Северную Америку, по сухопутью пересёк её 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 подаёт записку морскому министру:

«Полагаю, что при помощи ледокола можно открыть правильные товарные рейсы с рекой Енисей, считаю возможным с ледоколом пройти к Северному полюсу. Дело может иметь и стратегическое значение, дав возможность нам при нужде передвинуть флот в Тихий океан, кратчайшим и безопаснейшим в военном отношении путём...»

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» вошёл в обширные ледяные поля и двинулся на среднем ходу напрямик, проламывая и раздвигая лёд. 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 пришёл на «Ермаке» на подмогу и выручил « Громовой ». Во время этого же похода ледокол освободил из ледового плена 12 пароходов, застрявших в Петербургском порту.

В снежную бурю и шторм броненосец «Генерал-адмирал Апраксин» на полном ходу наскочил на камни возле острова Гогланд. «Ермак» решил всё дело: всю зиму велись спасательные работы. Потребовалась надёжная и быстрая связь. И тут Макаров вспомнил изобретение своего друга, преподавателя Кронштадтских минных классов А.С. Попова. Установленная вскоре радиосвязь впервые в мире связала отдалённые пункты острова Гогланд с материком. Радио не только выручило моряков, но и вскоре спасло жизни десятков рыбаков, унесённых в море на оторвавшейся льдине, на помощь которым вовремя подоспел «Ермак».