12сентября 1886 началась кругосветная экспедиция корабля «Витязь» под командованием Степана Макарова

Его труд «Об обмене вод Черного и Средиземного морей» удостоен премии Академии наук, а сам автор избран действительным членом Географического общества.

Обрабатывая материалы, собранные на Босфоре, Макаров выдвинул гипотезу об общих закономерностях движения вод в океанах. Подтвердить это можно было, только сделав необходимые замеры в разных океанах, и мореплаватель задумал обширную программу новых исследований.

Ее удалось осуществить на корвете «Витязь», командиром которого капитан 1-го ранга Степан Макаров был назначен в 1885 году. Научных задач перед Макаровым и экипажем корабля не ставили. Экспедиция военного корабля планировалась для подготовки личного состава, а идею морских исследований в министерстве сочли отвлекающей моряков от их прямых обязанностей. Исследования Макаров проводил под свою ответственность.

«Для человека любознательного и одаренного, — говорил Степан Осипович, — всё интересно и всё достойно его познания. Изучение же окружающей моряка стихии не только не вредит военному назначению судов, но, напротив, пробуждая мысль, отрывает людей от рутины судовой жизни».

31 августа (12 сентября) 1886 года корвет «Витязь», оснащенный, кроме парусов паровым двигателем, вышел из Кронштадского порта. Маршрут корабля составляли так, чтобы «Витязь» не появлялся в портах, контролируемых Великобританией.

«Витязь» посетил Киль, Гётеборг, Портсмут, Брест (Франция), Лиссабон, остров Мадейера, остров Зеленого Мыса, Рио-де-Жанейро. В декабре 1886 года через Магелланов пролив прибыл в чилийский порт Вальпараисо, после чего взял курс на Нагасаки. Плавание по Тихому океану до Японии заняло полгода.

Кроме научных исследований команда выполняла задания, связанные с главной целью путешествия: изучала поведение морских мин на течении, искала пути усовершенствования самого корабля, его силовой установки, улучшения условий обитаемости для экипажа. Для изучения возможного театра военных действия, что в условиях тревожной международной обстановки было необходимо, «Витязь» совершил плавание к берегам Китая и Филиппин.

Во время посещения иностранных портов, экипаж собрал ценные сведения о военно-морских базах, кораблях и судостроении в стране пребывания.

В середине ноября ситуация резко изменилась. Из Морского ведомства пришёл приказ, согласно которому «Витязь» получил самостоятельное задание. В связи с обострением обстановки на Дальнем Востоке и возможным разрывом отношений с Японией С. О. Макарову было предписано исследовать береговую линию материковой части Японского моря с точки зрения возможности создать стоянки для кораблей Тихоокеанской эскадры.

С воодушевлением экипаж принялся за работу. В результате полугодовых исследований впервые на карту были нанесены ранее не отмеченные бухты, небольшие острова, мысы, банки, глубины. На правах первооткрывателей команда по своему усмотрению давала названия этим географическим объектам. Обстоятельные отчёты, представленные С. О. Макаровым в Морское ведомство, легли в основу планов многих строительных работ военного характера, предпринятых впоследствии на Дальнем Востоке.

На заключительном этапе «Витязь» выполнил ещё ряд ответственных заданий, посетив Петропавловск-Камчатский, остров Беринга и остров Медный. В Охотском море пришлось выдержать два сильнейших шторма, во время одного из которых волной сорвало и унесло катер. Были получены и другие, хотя и незначительные, повреждения.

Возвращался домой корвет уже другим путём. Через Индийский океан, Красное море, и Суэцкий канал с выходом в Средиземное море. Далее через Гибралтар вокруг Европы и в Балтийское море. На этот путь потребовалось ещё почти семь месяцев. По пути «Витязь» заходил в Гонконг, Пан-Ранг, Сайгон, Сингапур, на Суматру, в Коломбо, Аден, Суэц, Пирей, Мальту, Алжир, Кадикс, Шербур и Копенгаген.

С. О. Макаров оставался верен себе до конца. Программа начатых им исследований неукоснительно выполнялась и теперь, когда все жили близким возвращением домой. На Большом рейде Кронштадта «Витязь» бросил якорь 20 мая 1889 года. Путешествие, продолжавшееся почти три года, закончилось там, где оно и началось. Весь Кронштадт с восторгом встречал отважных моряков. Для каждого члена экипажа, от кочегара до командира это была та самая минута славы, которая запоминается на всю жизнь.

Через 5 лет после путешествия в 1894 году вышел в свет труд С. О. Макарова. под названием: «„Витязь“ и Тихий океан» — это были два тома, содержащие около тысячи страниц текста, большое количество различных приложений и таблиц. Сам С. О. Макаров отмечал, что эта книга подводила итог коллективному исследованию. В подзаголовке книги значилось: «Гидрологические наблюдения, проведенные офицерами корвета „Витязь“ во время кругосветного плавания 1886—1889 гг.».
На следующий год после выхода книги, за выдающийся вклад в науку, её автор С. О. Макаров был награждён Русским Географическим обществом Золотой медалью имени графа Ф. П. Литке.
Мировое сообщество высоко оценило вклад экипажа «Витязя» в науку. Имя этого корабля красуется на фронтоне Международного океанографического музея в Монако.