В день лунного затмения Макаров решил атаковать турок на Сухумском рейде. 11 августа 1877 года в темноте «Константин» скрытно подошёл к Сухуми, спустил четыре минных катера и те направились в бухту, поджидая начала затмения. Наконец диск луны покрылся тенью. Катера устремились в атаку на лучший турецкий броненосец «Шевкет». В это время на берегу вспыхнул сильный пожар и осветил бухту. Турки открыли бешеный оружейный огонь, а потом начали стрелять из пушек. Осыпаемые градом пуль и картечи, катера упрямо шли к броненосцу. Первым бросился в атаку катер «Синоп». Раздался страшный взрыв, к небу взвился огромный столб воды, перемешанной с углём. Броненосец заколыхался и стал крениться на правый борт. В отчаянии метались на его борту турки. Многие бросались в воду. Броненосец до конца войны вышел из строя.
«Весёлый дух офицеров и команды, твёрдо верящих в силу своего оружия, не имеет границ», — доносил Макаров.
В сентябре С. Макарова произвели в капитан-лейтенанты.
После набега на Сухумский рейд и успешной атаки самодвижущимися минами-торпедами турецкого броненосца «Шевкет» Макаров в конце войны повторно атаковал турок на рейде Батуми. В ночь с 13 на 14 января 1878 года двумя торпедами с минных катеров был потоплен турецкий сторожевой корабль «Интибах». Сильнейший взрыв, гигантская стена воды на мгновение заслонили от русских моряков корабль противника. Когда завеса рассеялась, на поверхности плавали только обломки и случайно спасшиеся турки…
Макаров досрочно получает чин капитана 2-го ранга. На его мундире два новых ордена, Святого Георгия IV степени и Святого Станислава II степени.
Победоносное окончание русско-турецкой войны принесло освобождение болгарскому народу от пятивекового османского ига…
В 1879 году С. Макаров возвращается на Балтику. Он назначается командиром отряда миноносок, но вскоре приказ был отменен.
Генерал Скобелев, опытный колонизатор, жестокий по натуре, познакомился с Макаровым во время Русско-турецкой войны. Теперь Скобелеву поручили Ахал-Текинскую операцию, чтобы России утвердиться в Средней Азии.
Без помощи морем успеха не достичь, и Скобелев попросил назначить заведовать морской частью С. Макарова. Со своими задачами Макаров успешно справился и был произведён в капитаны 1-го ранга.
В 1881 году Макарова командируют в Константинополь командиром «Тамани» в распоряжение посла. И здесь Макаров находит себе дело — проводит исследование характера течений в Босфоре. В результате было открыто два течения: верхнее — из Чёрного моря в Мраморное и нижнее — из Мраморного моря в Чёрное. Появилась работа «Об обмене вод Чёрного и Средиземного морей», за которую Макарова удостоили премией Академии наук. И вновь Макаров на Балтике, командует броненосным фрегатом «Князь Пожарский», который становится образцовым кораблём. В зимнее время Макаров читает лекции в Кронштадтском морском собрании, Географическом обществе и готовится к кругосветному плаванию на корвете «Витязь», куда он был по его просьбе переведён осенью 1885 года.