К осени 1909 г. корабли были приготовлены к плаванию на Дальний Восток. В смете снаряжений экспедиции Колчак определил ее цели: «Эти транспорты, приняв полный запас угля со специально посланного для этой цели судна, используют навигационный период на гидрогра-фические работы в районе Берингова пролива до устья реки Лены и ко времени прекращения плавания в Ледовитом океане уйдут во Владивосток с тем, чтобы в следующем году продолжать дальнейшие работы по исследованию Северного Ледовитого океана».
27 октября 1909 г. корабли направились из Петербурга через Суэцкий канал во Владивосток («Вайгач» под командой А. В. Колчака и «Таймыр» — Ф. А. Матисена). Уже на пути следования проводились научные наблюдения. 3 июля 1910 г. суда прибыли во Владивосток, несколько позже, чем следовало, для осуществления плавания в Арктику. Во Владивосток сушей еще позднее — 9 августа — прибыл и начальник экспедиции полковник И. С. Сергеев. Причиной задержки послужила длительная остановка судов в Гавре для устранения конструктивных недостатков судов и аварийной неисправности на «Таймыре» (в связи с этим Матисен был отозван и заменен А. А. Макалинским).
А. В. Колчак горел идеей открытием Северного пути, заражал ею и других.
Во время остановки «Вайгача» в Петропавловске-Камчатском на корабль поднялся Е. Шильдкнехт, также моряк, штурманский офицер с транспортного судна «Колыма». Ему очень хотелось осмотреть пришвартованный необычный ледокольный корабль. Колчак сам знакомил офицера с судном. «Показав мне весь корабль, — вспоминал Шильдкнехт; — он не ограничился этим, а пригласил меня к себе, вытащил кучу чертежей и прочел мне целую лекцию о конструк-ции ледоколов, условиях образования льдов и торосов и предполагаемых возможностях плава-ния Северным путем. Обладая колоссальной эрудицией как общей, так и в этом специальном вопросе, Колчак сделал свою лекцию настолько, не скажу даже интересной, а просто увлекатель-ной, что я не заметил, как пролетели два часа, проведенные с ним. Это побудило меня хлопотать о назначении на ледоколы и действительно Штаб Сибирской флотилии назначил меня на „Таймыр“, где я пробыл зиму 1911 года». Главное гидрографическое управление на навигацию 1910 г. поставило ограниченные задачи: пройти в Берингов пролив и обследовать его район, имея основным пунктом для съемок и больших астрономических наблюдений мыс Дежнева, на зимовку вернуться во Владивосток. Главная часть программы откладывалась на весну 1911 г. Задание было частично выполнено, необходимые научно-исследовательские работы в районе мыса, в которых участвовал и Колчак, завершены. По возвращении во Владивосток Л. В. Колчак узнал о благоприятных переменах в морском министерстве. Новый начальник Морского Генерального штаба князь А. А. Ливен, как и Л. А. Брусилов, разделял взгляды прогрессивно настроенных офицеров. Повысилось влияние товарища министра и представителя министерства в Государственной думе капитана 1-го ранга (с 1911 г. — контр-адмирала) И. К. Григоровича. Недовольство действиями министра С. А. Воеводского нарастало. Чуть позднее, в 1911 г., он был смещен и его кресло занял И. К. Григорович. Колчака просили приехать в Петербург и продолжить работу в Генеральном штабе по проведению в жизнь судостроительной программы. После некоторого колебания Колчак на предложение ответил согласием и зимой приехал в столицу.
Экспедиционные работы в следующем году были продолжены без него, но с использованием и его идей, под руководством И. С. Сергеева, затем Б. А. Вилькицкого. В 1911 — 1915 гг. экспедиция изучила наиболее трудный для плавания участок у берегов Таймыра, открыла пролив Б. А. Вилькицкого, Землю императора Николая II (потом — Северная земля), остров царевича Алексея (мыс Таймыр), остров А. И. Вилькицкого и другие, сделала практические шаги по прокладыванию трассы Северного морского пути. Затем этот путь — от Владивостока до Архангельска был проложен. Основные работы были проведены уже под руководством Б. А. Вилькицкого. Хотя многие материалы экспедиции в июле 1918 г. при подавлении антибольше-вистского выступления в Ярославле погибли, все же оставшаяся их часть использовалась потом при освоении Арктики еще целые десятилетия. Картами и лоциями экспедиции полярники пользовались и в 30-е годы.
На этом непосредственная, столь плодотворная и значимая деятельность А. В. Колчака, как полярного путешественника и исследователя закончилась. Однако мысли о далеком сибирском севере его не оставляли. Он, в частности, в 1912 г. участвовал в обсуждении плана экспедиции Г. Я. Седова к Северному полюсу, указывал на его серьезные недостатки.
Будучи в 1918 — 1920 гг. Верховным правителем России и находясь в Сибири, он также проявлял большой интерес и заботу об исследовании Заполярья. Тогда же — в 1910 г. — задуманное в изучении севера, арктических морей было прервано Колчаком, что называется на полпути из-за не менее важных для страны дел — укрепления ее обороны, флота, предупрежде-ния его разгрома несравненно более мощным флотом Германии. Тем не менее, и то, что было сделано, заслуживает глубокой благодарности потомков. Академик Ф. Н. Чернышев, участник Шпицбергенской экспедиции, отмечал, что даже «норвежцы не решаются делать такие отважные путешествия, как А. В. Колчак».
Со времени возвращения в Морской Генеральный штаб на прежнюю должность начальника оперативного отдела по Балтийскому флоту, А. В. Колчак на протяжении 1911-1912 гг. проделал исключительно большую работу. Он главным образом осуществлял доводку судостроительной программы и ее реализацию, как и подготовку флота к войне в целом. Теперь работа была более плодотворной, ибо исчезли прежние препоны. По этой программе, соавтором которой был А. В. Колчак, строились корабли мощные, быстроходные, маневренные, с сильным вооружением. По-том, уже во время войны, стали вступать в строй линкоры типа «Севастополь», сверхдредноуты — крейсера типа «Измаил», новые подводные лодки и т. д.
В осуществлении судостроительной программы Колчак особенно тесно взаимодействовал с Н. О. Эссеном, вице-адмиралом, последователем С. О. Макарова. В 1911 г. Эссен был назначен командующим Балтийским флотом, а в 1913 г. он получил звание адмирала. Он прилагал большие усилия к подготовке флота к войне с Германией, к укреплению защиты Кронштадта и других морских баз от атак предполагаемого противника.
В 1912 г. Н. О. Эссен предложил А. В. Колчаку перейти в действующий флот. К этому времени Колчак счел свои задачи по судостроительной Программе и по подготовке флота к войне выполненными, штабной работой стал тяготиться и предложение Эссена встретил заинтересованно. Он дал согласие и был переведен в Балтийский флот. Колчак вступил в командование эскадренным миноносцем «Уссуриец». Через год командующий флотом предложил ему должность флаг-капитана, равнозначную сухопутной должности генерал-квартирмейстера. И на это предложение Колчак ответил согласием. Одновременно он командует первоклассным эскадренным миноносцем «Пограничник». Флаг командующего флотом находился на броненосном крейсере «Рюрик». Один из лучших миноносцев «Пограничник» под командованием флаг-капитана постоянно находился при флагмане. Нередко командующий находился и на «Пограничнике» (в августе 1913 г. на «Пограничнике» Эссен с участием Котика принимал Николая II с его свитой. Затем Колчак участвовал в завтраке на царской яхте «Штандарт»). Колчак деятельно участвовал в подготовке флота к выполнению программы военных действий.
С декабря 1913 г. Колчак — капитан 1-го ранга.
Весной 1914 г. Н. О. Эссен, оставляя А. В. Колчака в должности флаг-капитана, перевел его непосредственно в свой штаб, освободив от командования миноносцем. «В воздухе пахло войной». Опасность ее становилась все более реальной. Колчак, как один из ближайших помощников командующего флотом, целиком сосредотачивается на приготовительных мерах к войне. Он посещает, инспектирует отряды флота, базы, продумывает меры защиты, минирова-ния и т. д.
До начала войны и боевых действий флота оставались считанные недели, дни…