Холодно встретили современники новый тип военного корабля, предложенный С. О. Макаровым. Этого отношения не изменила даже война, вспыхнувшая между Россией и Турцией в 1877 году. Турецкий флот безнаказанно обстреливал порты и мирные селения на Кавказском и даже Крымском побережье. С. О. Макаров еще накануне объявления войны составил проект приказа по кораблю о немедленном выходе к турецким берегам для минной атаки броненосцев врага. Но распоряжения начать эту операцию не было, и неизвестно, дождался бы он его, если бы предоставил событиям развертываться самостоятельно. Только благодаря настойчивым, категорическим требованиям Макарову было разрешено выступить.

Целая героическая эпопея разыгралась на Черном море вокруг парохода и его доблестного экипажа. Одно смелое нападение следовало за другим. Минные катера появлялись то у берегов Кавказа, то на Дунае, то под Таманью, то у турецкого побережья. Мастерски использовал С. О. Макаров все преимущества ночной минной атаки для нанесения удара по противнику. С исключительным мастерством он маневрировал на виду у турецких броненосцев. С. О. Макаров до тонкостей знал все особенности своего корабля, точно знал его максимальный ход. Искусно пользовался он защитой сумерек и туманов. В результате Черное море было очищено от неприятельского флота, который при объявлении войны считал себя его полным хозяином и ежедневно грозил нашему побережью.

По окончании войны С. О. Макаров с новой энергией принимается за исследовательскую работу. Он изучает течения в проливе Босфор. Знание скоростей, с которыми движутся водные массы в проливе между Черным и Мраморным морями, может пригодиться в любую минуту для того же минного дела. В 1882 году Степан Осипович в качестве командира парохода «Тамань» стоит в проливе под самыми стенами Константинополя и проводит там гидрологические работы при помощи им же придуманных методов. Он обнаруживает в Босфоре два явно выраженных противоположно направленных течения: поверхностные воды следуют из Черного моря в Мраморное, а глубинные — из Мраморного в Черное.

Как у всякого крупного исследователя природы, эти, казалось бы эпизодические, работы по гидрологии Босфора оставили яркий след в научной жизни С. О. Макарова и послужили толчком к началу целой серии исследований на просторах Атлантического, Индийского и особенно Тихого океанов. В 1885 году он был назначен командиром только что построенного корвета «Витязь». Корвет направлялся в тихоокеанские воды для укрепления русского военного флота. С. О. Макаров, заботясь о полном вооружении корабля, о подборе команды, помнит и о первоклассном его научном снаряжении. Он неутомимо вычерчивал эскизы новых приспособлений, заказывал их в отечественных мастерских и за границей. В результате «Витязь» оснащен всем современным океанографическим оборудованием, причем некоторые аппараты и приборы применялись в море, по почину С. О. Макарова, впервые.

Путешествие корвета «Витязь» длилось 993 дня, за это время он совершил кругосветное плавание. «Я полагаю, — пишет С. О. Макаров в 1893 году, — что отклоняющее действие вращения земли на все морские потоки играет первенствующую роль».