В начале сентября 1915 года 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 Георгиевским орденом 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 Ставке 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-Аландского 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-го ранга Колчак зимой находился в Ревеле, изредка выезжая в Петроград, где проживала его семья.
28 марта А. В. Колчак из Ревеля на ледоколе вышел в море. До Моонзунда его сопровождали три ледокола, затем один из них с осадкой, превышающей глубину Моонзундского морского канала, вернулся в Ревель, а два других прошли за флагманом в Рижский залив. Спустя неделю Александр Васильевич получил телеграмму от командующего Балтийским флотом, в которой сообщалось, что «высочайшим» приказом капитан 1-го ранга Колчак производится в контр-адмиралы с оставлением в должности начальника минной дивизии и командующего Морскими силами Рижского залива.