После Восточной (Крымской) войны, обнаружившей отсталость российского флота от английского, французского и даже турецкого, генерал-адмирал великий князь Константин Николаевич обратил особое внимание на Морской корпус и значительно изменил его организацию. Число воспитанников уменьшилось до 240 человек, а возраст поступления был повышен до 14 лет. Курс обучения разделился на две части – общую (1 год) и специальную (3 года). Для практического летнего обучения были оборудованы корвет «Баян» и фрегат «Кастор».

Назначение в 1861 году директором корпуса контр-адмирала В. А. Римского-Корсакова способствовало реформе учебного заведения. При нем в дело воспитания были привлечены лучшие офицеры и ряд выдающихся педагогов из других ведомств. По учебной части выпускается много новых, отвечающих требованиям времени пособий, учреждается классная библиотека с читальней, оборудуется железная вращающаяся платформа для преподавания девиации, на учебной батарее устанавливаются орудия новых образцов. Внешняя муштра обучаемых была ослаблена в пользу развития их большей самостоятельности, сознательного отношения к своим обязанностям. Программа летнего плавания была резко увеличена. Эти традиции во многом сохранились и при поступлении Колчака в корпус, который в то время возглавлял адмирал Д. С. Арсеньев, герой Крымской и Русско-турецкой 1877–1878 годов войн, флаг-капитан флота Тихого океана, член Адмиралтейств-совета.

У Александра рано пробудилось сознание собственной одаренности и даже исключительности. С детства он стремился к лидерству, быть первым учеником в гимназии, в Морском кадетском корпусе – старшим над сверстниками. Он стремился к знаниям. Полюбившуюся ему морскую артиллерию, например, он, помимо официальной программы, изучал на практике на Обуховском заводе. Здесь же, на заводе, юный Колчак по собственной инициативе приобрел навыки слесарного дела. Мечтал он и о том, как прославить свое имя в науке. Он вынашивал, в частности, идею: ни больше ни меньше, как открыть Южный полюс. Сам он по этому поводу говорил: «Я готовился к южнополярной экспедиции… писал записки, изучал южнополярные страны. У меня была мечта найти Южный полюс». Мечте не суждено было осуществиться, но надежда оставить свой след в науке не покидала его никогда.

Юноша пользовался большим авторитетом у одноклассников. И не только у них. Администрация элитного морского учебного заведения неоднократно отмечала его в числе лучших учеников и заслуженно доверила быть фельдфебелем младшей роты. Управляющий морским министерством будущего Верховного правителя М. И. Смирнов так вспоминал о том времени: «Я впервые с ним познакомился, будучи воспитанником младшей роты. Колчак, молодой человек невысокого роста, с сосредоточенным взглядом живых и выразительных глаз, глубоким грудным голосом, образностью прекрасной русской речи, серьезностью мыслей и поступков, внушал нам, мальчикам, глубокое к себе уважение. Мы чувствовали в нем моральную силу, которой невозможно не повиноваться, чувствовали, что это тот человек, за которым надо беспрекословно следовать. Ни один офицер-воспитатель, ни один преподаватель корпуса не внушал нам такого чувства превосходства, как гардемарин Колчак».

Весной 1894 года Александра, как отличника, пригласили на обсуждение результатов выпуска. Ему прочили многообещающее первое место. Но он наотрез отказался от этого, считая более достойным своего товарища по учебе. Из корпуса Колчак был выпущен вторым по списку с денежной премией русского мореплавателя Петра Ивановича Рикорда (1776–1855), члена-корреспондента Петербургской академии наук, а осенью того же года произведен в мичманы.