W 1913 awansował na stopień komandora i został wybrany przez adm. Essena na oficera flagowego jego sztabu, dowodząc niszczycielem „Pogranicznik”, a wiosną 1914 przechodząc na admiralski krążownik „Ruryk”. mały|Ostatnie zdjęcie Kołczaka, wykonane na krótko przed jego egzekucją w 1920 mały|Bolszewicka karykatura z wizerunkiem admirała Aleksandra Kołczaka z 1919 Walczył w I wojnie światowej, początkowo jako szef oddziału operacyjnego Floty Bałtyckiej. Odznaczył się, projektując i przeprowadzając akcje minowania Zatoki Fińskiej, a następnie także wód niemieckich (południowego Bałtyku). Od września 1915 został dowódcą Dywizji Minowej i naczelnikiem obrony Zatoki Ryskiej. Zorganizował m.in. desant na tyły Niemców pod Rygą. 10 kwietnia 1916 awansował na stopień kontradmirała, a już 28 czerwca 1916 „za wyróżnianie się w służbie” – na wiceadmirała. Został przy tym przeniesiony na stanowisko dowódcy Floty Czarnomorskiej. Od lipca 1916 podjął tam intensywną walkę minową, stawiając ok. 2000 min na wodach tureckich. Po rewolucji lutowej 1917 i obaleniu caratu, kiedy we flocie wzrosło rozprzężenie i agitacja bolszewicka, zajął pozycję antyrewolucyjną.