15 сентября 1894 г. Колчак был произведён в мичманы: закончилось его обучение морскому искусству. Звание первого на курсе должно было достаться именно Александру Васильевичу, но он отказался, указав на Д.Филиппова как на более знающего. Комиссия удовлетворила "просьбу" Колчака, и, тем самым, будущий адмирал оказался вторым на курсе.
В 1897 г. Александр Васильевич направил рапорт начальству о переводе его на канонёрскую лодку "Кореец", однако получил назначение на другой корабль, клипер "Крейсер", где занимался обучением боцманов и унтер-офицеров. Затем последовали назначений на другие корабли, в том числе "Петропавловск", ныне печально известный. В начале англо-бурской войны решил принять в ней участие на стороне буров, уже отправился в Африку, доплыл до греческого Пирея - но повернул обратно, получив известие о приглашении его в экспедицию Толля. В ходе неё занимался гидрологическими исследованиями, итогом которых стал выход таких работ, как "Краткий обзор исследования морского пути вдоль северных берегов России", "О производстве гидрографического исследования Северного Ледовитого океана от Берингова пролива до устья реки Лены",
Целью экспедиции был поиск знаменитой Земли Санникова, найти которую так и не удалось. Из-за плохих погодных условий экспедиции пришлось разделиться на две части: Толль и ещё несколько человек остались на застрявшей во льдах "Заре", другая часть пошла за подмогой. С того дня Толля в живых никто не видел. Колчак организовал спасательную экспедицию (9 янв.1903-26февр. 1904 г., пытался найти несчастного Толля, но усилия оказались тщетны. В ходе спасательной экспедиции занимался научными исследованиями, дал многим географическим объектам имена участников экспедиции Толля. Позже остров в Таймырском заливе назовут в честь Колчака. Вернувшись в Петербург и узнав о начинавшейся Русско-японской войне, подал рапорт Великому князю Константину Константиновичу, руководившему Академий наук, об "отчислении" от Академии и передаче в военно-морское ведомство. Великий князь удовлетворил просьбу Колчака, перед этим попросив выступить с отчётом о проделанной работе, проведённых исследованиях и т. д. В 1906 г. за участие в экспедиции и проведённые изыскательские работы Колчак был награждён Константиновской медалью, высшей наградой Академии наук, и, кроме того, сам П.П.Семёнов-Тян-Шанский оценил экспедицию как важный географический подвиг.
5 марта 1904 г. произошло ещё одно радостное событие - свадьба Александра Васильевича и Софьи Фёдоровны Омировой. Они договорились пожениться, когда Колчак вернётся из полярной экспедиции, но Софья, сгорая от нетерпения, отправилась навстречу мужу, в Устьянск на берегу Ледовитого океана. Свадьбу сыграли в Иркутске.
И снова судьба решила посмеяться: среди предков Софьи Омировой был обер-гофмейстер барон К.В. Миних, брат того самого Миниха, которому паша Колчак сдал Очаков.
С 18 марта по 20 декабря 1904 г. Колчак воевал в Порт-Артуре. С 20 марта по 17 апреля на крейсере "Аскольд". В ночь на 30-е марта Колчак оказался свидетелем гибели "Петропавловска" вместе с адмиралом Макаровым на борту. Неизвестно, о чём Колчак думал в те минуты: может быть, о том, что и сам мог быть на борту гибнущего флагмана?
с 17 по 21 апреля Александр Васильевич - на минном транспорте "Амур", с 21 апреля по 2 ноября командовал миноносцем "Сердитый", со 2 ноября по 20 декабря - артиллерийской батареей в Скалистых горах. К счастью для потомков, сохранился дневник Александра Васильевича, повествующий о событиях тех дней. С 21 декабря 1904 по конец апреля 1905 раненый Колчак пребывал в плену у японцев, а 4 июня 1905 г. вернулся на Родину. Позже, 12 декабря 1905 г., за доблесть в боях за Порт-Артур Александр Васильевич будет награждён золотой саблей с надписью "За храбрость" (с 1913 г. будет приравнена к Ордену Святого Георгия). С 27 июня по 28 декабря 1905 г. - отпуск для лечения. С 29 декабря 1905 г. по апрель 1906 г. Колчак будет прикомандирован к Академии наук для обработки материалов Русской полярной экспедиции. С 1 мая 1906 г. - служба в Морском генеральном штабе (с 26 мая - завотделением русской статистики Моргенштаба). Колчак стоял у истоков создания этого учреждения, которое сыграет значительную роль в возрождении русского флота. Позже, в 1912 г., напишет интересную во всех отношениях работы "Служба Генерального штаба" И "Какой России нужен флот", основанные на материалах, собранных в период работы в Моргенштабе.
С 29 мая 1908 г. назначен командиром строящегося ледокола "Вайгач": идёт подготовка к новой полярной экспедиции. С 28 октября 1909 г. по 20 октября 1910 г. - принимает участие в экспедиции, из Петербурга через южные моря доходит до Арктики, но возвращается во Владивосток: его вновь зовут в Моргенштаб в ожидании предстоящей "большой программы" по возрождению флота и морской обороны Балтики. В том же1909 г. выходит его книга "Лёд Карского и Сибирского морей".