Для этого требовались твёрдые знания по основному корабельному оружию, артиллерии. Эссен поступает на учёбу в Артиллерийский офицерский класс, который оканчивает в 1892 году. В должности артиллерийского офицера на крейсере «Адмирал Корнилов» он совершает переход на Дальний Восток. Первую кампанию в составе Тихоокеанской эскадры плавает на том же крейсере, следующие три кампании — на крейсере «Владимир Мономах» и возвращается на Балтику лейтенантом.
В 1897 году начинается флотская, командирская карьера Эссена. Сначала командиром миноносца № 120 в Средиземном море, затем старшим офицером канлодки «Грозящий» и командиром флагманского корабля миноносцев «Славянка». В этой должности в 1899 году он произведён в капитаны 2-го ранга. Среди командиров Эссен выделяется глубокими знаниями дела, умением работать с людьми и способностью быстро наладить боевую выучку экипажа.
В зимнюю стоянку 1901 года он преподаёт в Морском корпусе теоретическую механику и девиацию. Следующую кампанию Эссен встречает старшим офицером, а затем командиром крейсера 2-го ранга «Новик», спущенного на воду в Германии. Крейсер совершил переход на Тихий океан и вошёл в состав Порт-Артурской эскадры.
Уже в первый день войны 27 января крейсер «Новик», посланный в разведку, сблизился с японцами на 17–19 кабельтовых. Эссен решил атаковать японский крейсер «Якумо» торпедами.
— Торпедная атака! — донёсся с мостика твёрдый голос командира. — Аппараты товсь!
Когда «Новик» лёг на боевой курс, торпеды выстрелили, и одна из них прошла под самой кормой «Якумо». В это время японцы открыли шквальный огонь по «Новику», один из 8-дюймовых снарядов разорвался на палубе. Но цель атаки была достигнута. Адмирал Того повернул эскадру на курс отхода. Эссен первым из командиров, на «самом слабом корабле, показал, что дух врага в личном составе ещё не убит и что врагу не так-то просто воспользоваться своим первым успехом». За беспримерную лихую атаку превосходящего в силе противника Николай Оттович был награждён Золотой саблей с надписью: «За храбрость».
Но инициативу моряков сдерживала формула наместника адмирала Алексеева — «Беречь и не рисковать». Положение резко изменилось с приездом 24 февраля вице-адмирала С. Макарова.
Уже через два дня «Новик» вступил в стычку с неприятелем. Утром 27 февраля миноносцы «Стерегущий» и «Решительный», возвращаясь из разведки, подверглись нападению четырёх неприятельских миноносцев. «Решительный» на скорости прорвался в Порт-Артур, а «Стерегущий», потеряв ход, сражался до конца и был затоплен оставшимися в живых моряками, чтобы не быть пленённым.