Младший флагман Практической эскадры Балтийского моря (1894 г.), в ноябре 1894 г. Макаров принял командование эскадрой в Средиземном море (1894–1895 гг.), которую при угрозе войны с Японией (1895 г.) перевел на Дальний Восток, и стал командующим Тихоокеанской эскадрой. Здесь он понял, что новые технические возможности кораблей явно не соответствуют сложившейся практике их боевого применения. Итогом раздумий адмирала стал капитальный труд «Рассуждения по вопросам морской тактики», долгие годы остававшийся единственным обобщающим трудом такого рода в России. Книгу сразу же перевели на многие иностранные языки. А лучшим подтверждением, что идеи Макарова со временем не стареют, стало переиздание книги в 1943 г.
В 1895 г. Макаров разработал русскую семафорную азбуку. В 1893 г. вторично награжден Макариевской премией.
Макаров немало успел за свою недолгую жизнь, порой опередив время на десятки лет. Бессмертным подвигом Макарова-ученого, Макарова-флотоводца навсегда останется начало покорения Севера, основание отечественного ледоколостроения. Он один из инициаторов идеи использования ледоколов для освоения Северного морского пути, руководитель комиссии по составлению технического задания для строительства ледокола «Ермак» (1897–1898 гг.).
Северный Ледовитый океан давно привлекал внимание исследователя. «Единственное побуждение, которое толкает меня на Север, есть любовь к науке и желание раскрыть те тайны, которые природа скрывает от нас за тяжелыми ледяными преградами». В конце XIX в., когда началась эпоха великих полярных исследований, одну из самых дерзких идей высказал Макаров. 30 марта 1897 г. он прочел в Географическом обществе лекцию «К Северному полюсу – напролом».
Впервые Макаров высказал идею ледокола в 1892 г. Пять лет готовил его научное обоснование. В 1897 г. подал первую записку морскому министру Тыртову, а затем великое множество писем и новых записок. Макаров говорил: «Чтобы оценить какие-нибудь предложения по заслугам, надо побороть в себе чувство нерасположения ко всему новому и мало испытанному, нужно идти навстречу требованию. Нет опасности принимать новое, если установлено правило без жалости испытывать его самым строгим образом».
При чтении резолюций возникает вопрос, где черпал Степан Осипович силы, чтобы провернуть это гигантское застоявшееся колесо рутинного мышления. Сам адмирал был убежден, что «уметь желать – это почти достигнуть желаемого». Однако иногда мало «уметь желать», если на пути желаний, какими возвышенными они бы ни были, стоит столь мощное препятствие, как российская бюрократическая машина.
Наверное, так и писал бы Макаров свои бесконечные записки, если бы не обратился к Д. И. Менделееву, который был известен бескорыстным служением Отечеству. Понадобился весь авторитет ученого и эксперта правительства по экономическим преобразованиям страны, чтобы убедить министра финансов Витте найти средства для постройки ледокола.
Спуск на воду первого русского ледокола «Ермак» был произведен 17 октября 1898 г. на реке Тайн в Ньюкасле в Англии, а 21 февраля – 4 марта 1899 г. Макаров вышел на «Ермаке» в море, совершив на нем первое плавание из Ньюкасла в Кронштадт.
С 27 марта по 30 августа 1901 г. состоялась первая в мире антарктическая экспедиция русского ледокола, на котором С. О. Макаров отправился к Новой Земле и Земле Франца-Иосифа.
