С наступлением в Лифляндии заметно активизировалась и деятельность его флота. Немецкие корабли безуспешно пытались прорваться в Ирбенский пролив, высадить десант и блокировать минными заграждениями и развернутыми на позиции подводными лодками выходы русских кораблей в Балтику. Крейсера, миноносцы и подводные лодки Балтийского флота – теперь его возглавлял вице-адмирал В. А. Канин – в течение всей кампании 1915 года без труда выходили в открытое море, при этом осуществляли минные постановки, обстреливали побережье, занятое противником, вступали в артиллерийские дуэли с его кораблями.
19 июня, возвращаясь после безуспешного огневого налета на Мемель, русский отряд под командованием контр-адмирала М. К. Бахирева в составе крейсеров 1-й бригады и нескольких приданных к ним эсминцев атаковал у Готланда немецкие корабли: крейсер «Аугсбург», три миноносца и минзаг «Альбатрос». Крейсер и миноносцы противника скрылись в тумане, а «Альбатрос», объятый пламенем, выбросился на берег шведского острова Эстергарне (к востоку от Готланда). На пути к Финскому заливу отряд Бахирева обнаружил еще два неприятельских крейсера и четыре миноносца. Не решаясь сблизиться с противником на короткую дистанцию, видимо, из-за недостатка снарядов, Бахирев упустил возможность разгромить врага, нанеся, однако, повреждение крейсеру «Роон». В Готландском сражении участвовал и Колчак: это подтверждают следующие строки письма, адресованного ему Альтфатером 22 июня: «Дорогой Александр Васильевич. Прежде всего от всей души поздравляю Вас с успешной операцией, одним из главных инициаторов которой явились Вы. Не знаю ее подробности, но то, что произошло, позволяет с уверенностью сказать, что все было проделано по всем правилам искусства».
В конце июня русские войска оставили Виндаву. Продвигаясь по территории Курляндии (Курземе) дальше на северо-восток, германские части вышли на побережье Рижского залива. Но тут их левый фланг оказался под огнем русской морской артиллерии. Германскому флоту надо было во что бы то ни стало прорываться в этот залив для противодействия русским кораблям и обеспечения поддержки флангу своих войск.
С подчинением Балтийского флота главнокомандующему Северным фронтом генералу от инфантерии Н. В. Рузскому моряки-балтийцы, помимо выполнения главной своей задачи, оставленной без изменения (не допускать неприятеля в Финский залив), должны были прочно удерживать Моонзундскую позицию, закрыв доступ неприятельским морским силам в Рижский залив. Оборону залива со стороны Ирбенского пролива держали линкор «Слава», канонерские лодки «Грозящий» и «Храбрый», а также эсминцы.
К осени флот получил 14 подводных лодок. Это позволило ему активизировать действия на морских сообщениях противника. В течение кампании подводные лодки 53 раза атаковали немецкие боевые корабли и транспортные суда. При этом были потоплены броненосный крейсер «Принц Адальберг», крейсер «Ундине», миноносец и 15 транспортов. Действия русских подводных лодок вызвали большое беспокойство в Германии. Пароходные компании в октябре 1915 года заявили о прекращении судоходства на Балтике. Для его защиты немецкое командование вынуждено было значительно усилить противолодочную оборону на театре. Оно также приняло решение большую часть перевозок осуществлять в шведских территориальных водах.
В начале сентября обязанности начальника минной дивизии П. Л. Трухачева, вывихнувшего ногу при сильной качке, Канин передал Колчаку. К нему в подчинение перешли и Морские силы Рижского залива. В то время приморский фланг немецких войск доходил до курортного местечка Кемери. Для того чтобы приостановить движение немцев к Риге, Колчак и командующий 12-й армией генерал Радко-Дмитриев разработали план совместных действий армии и флота. К этому времени неприятель уже захватил Кемери. Выполняя этот план, части 12-й армии при огневой поддержке канонерских лодок и эсминцев выбили войска противника из Кемери с большими для него потерями и приостановили наступление на Ригу. 7 октября под руководством Колчака была выполнена смелая операция по высадке морского десанта в немецкий тыл в районе мыса Домеснес (Калкасрагс). Десантный отряд навел панику на неприятеля, уничтожил роту немцев, разрушил все мосты и объекты военного назначения и благополучно вернулся на корабли. За эту операцию Колчак по представлению генерала Радко-Дмитриева был награжден орденом Святого Георгия 4-й степени. Кроме того, он был удостоен ордена Владимира 3-й степени с мечами и подарка «из кабинета Его Императорского Величества».
Вступив в должность начальника минной дивизии (а это произошло в середине ноября), Колчак задумал поставить минные заграждения у Либавы и Мемеля. 24 декабря, в сочельник, он на «Новике» в сопровождении двух таких же новых эсминцев вышел из Ревеля. Операция, однако, сорвалась. По выходе из Финского залива один из эсминцев – «Забияка» – подорвался на мине, и его, полузатопленного, пришлось буксировать обратно на базу. Это была первая неудача, постигшая Колчака на Балтике.
В январе 1916 года наступили сильные морозы, и образовавшийся толстый лед в заливах и прибрежных районах моря прервал навигацию. Балтийский флот завершил свою боевую деятельность в кампанию 1915 года с неплохим итогом. Германский флот потерял (больше всего от русских мин): броненосный крейсер, 2 легких крейсера, 7 миноносцев, 9 тральщиков, 5 сторожевых кораблей, подводную лодку, прорыватель заграждений и 26 транспортов. Потери русского флота были намного меньше: 2 канлодки, 2 минзага, 3 тральщика, подводная лодка и 5 транспортов. Совокупные потери военного и транспортного флотов составили: у Германии – 83 500 тонн, у России – 17 800 тонн.
С начала 1916 года Балтийский флот перешел в непосредственное подчинение Ставки Верховного главнокомандующего, при которой был образован Морской штаб. Командующий флотом приобретал большую свободу действий и мог по своему усмотрению использовать корабли всех классов. Главную задачу флота – защищать столицу – Ставка оставила без изменений. В то же время разработанный штабом флота по ее директиве оперативный план на кампанию 1916 года предусматривал как усиление обороны Финского залива (путем создания дополнительной минно-артиллерийской позиции по линии остров Эре – мыс Тахкона), Моонзундского и Або-Оландского районов, так и активные действия флота: продолжение минных постановок в водах и на коммуникациях противника, уничтожение его отдельных кораблей и небольших отрядов в открытых боях и расширение масштабов боевого использования подводных лодок.
Минная дивизия к 1916 году состояла из семи дивизионов, укомплектованных не полностью. В первые три входили (по мере вступления в строй) эсминцы типа «Новик», а четыре других составляли разнотипные миноносцы. По дивизиону эсминцев имели отряд судов Або-Аландской позиции и дивизион сторожевых судов. Начальник минной дивизии капитан 1 ранга Колчак зимой находился в Ревеле, изредка выезжая в Петроград, а оттуда в Гатчину, где на Люцевской улице с осени 1915 года проживала его жена с сыном и няней-прислугой. Этот удаленный пригород Софья Федоровна избрала для временного проживания из тех соображений, чтобы самой и слабому здоровьем Славушке побольше пребывать на свежем воздухе, которым особенно был богат роскошный гатчинский парк с его вековыми деревьями и летним ковром всевозможных цветов и трав. Не последнее место в семейных расчетах занимал, разумеется, и размер платы за жилье, который здесь был значительно меньше, чем в Гельсингфорсе и Петрограде.