Весной полная готовность броненосца являлась уже задачей не только Морского министерства, но и государственной. Потребовалось усилить русскую эскадру, находившуюся в Средиземном море у берегов Греции вместе с кораблями Англии и Франции по поводу сильных разногласий России с Турцией. "Предлагаю Вам сделать распоряжения к скорейшему изготовлению корвета "Богатырь" и "Петра Великого", назначенных к плаванию в Средиземное море в состав отряда судов наших под командою контр-адмирала Бутакова-второго", – гласило распоряжение от 17 марта 1876 года управляющего Морским министерством адмирала С. С. Лecoвского, адресованное главному командиру Кронштадтского порта адмиралу П. В. Казакевичу. Настало время, когда наличие такого броненосца в составе флота являлось весомым аргументом во внешней политике России.
В полной готовности для похода в Средиземное море в Кронштадте уже находились фрегат "Петропавловск" и клипер "Крейсер", готовившийся до этого к отплытию на Тихий океан. Работы на "Петре Великом" теперь шли круглосуточно. Необходимо было установить башни и закрепить на них броню, смонтировать двенадцатидюймовые орудия с их гидравлическими механизмами и установить винты Гриффитса, которые завод Берда смог изготовить лишь к концу июня, а установить в августе.
В июле обстановка в Средиземном море несколько улучшилась, и собравшаяся там к середине месяца на Пирейском рейде эскадра из фрегатов "Петропавловск", "Светлана", корвета "Аскольд" и шхун "Псезуапе" и "Келасуры" являлась достаточной. Но все же вопрос о походе "Петра Великого" в качестве флагмана оставался открытым.
К концу июля на корабле установили обе башни и все четыре обуховские орудия. Весь август корабль простоял в Константиновском доке, где устанавливал» новые винты. К концу месяца поход к Средиземное море отменили, создавшийся там кризис разрешили дипломаты.
Установив винты, 4 сентября броненосец вывели из дока и в течение последующей недели в Средней гавани несколько раз произвели швартовые испытания, показавшие в целом хорошие результаты. После испытаний 14 сентября "Петр Великий" начал кампанию, хотя на корабле еще полностью отсутствовали запасы, снаряды и заряды. Одновременно с подготовкой к ходовым испытаниям начали готовиться к стрельбам. Для всего комплекса испытаний по приказанию главного командира Кронштадтского порта срочно созвали комиссию от МТК, в которую вошли командир корабля капитан 1 ранга И. К. Вогак и строитель А. Е. Леонтьев. В проведении испытаний также участвовали и вице-адмирал А. А. Попов, начальник артиллерийской части флота генерал- лейтенант Ф. Б. Пестич, управляющий Кронштадтским Пароходным заводом генерал-майор А. И. Соколов, начальник Обуховского завода А. А. Колокольцев и главный инженер-механик флота П. Наумов. От завода Берда назначались инженер Скот-Рассел и три механика.
Погрузив 21 сентября 2807 боевых и 136 учебных зарядов, 92 снаряженных и 304 неснаряженных "бомбы" (так в то время назывались снаряды) для 305-мм орудий и полный запас шкиперского имущества, сразу же вышли в море.
Первый выход преследовал одну цель – испытание артиллерии. Произведя шесть выстрелов, говоря языком артиллеристов "на удар", проверили работу противооткатных устройств и накатников, действие которых оказалось удовлетворительным. На следующий день стрельбу повторили, сделав у Толбухина маяка еще по два выстрела. 24 сентября завершили испытания артиллерии. Проверяя работу устройств орудийных станков при длительной стрельбе, сделали на этот раз по пять залпов одновременно из всех орудий. В этот же день приступили и к испытаниям главных механизмов. Пятичасовое плавание на полном ходу первоначально проходило успешно. Обе машины действовали, как явствует из отчета, "очень хорошо и в дейдвудных трубах не было слышно никакого стука". При проектном углублении наибольшая скорость составила 12,5 уз, что было на 1,5 уз менее контрактной (наибольшее давление в котлах 2,5 атм. и 64 об.). Машины при этом развили мощность 8700 л/с (на 1300 л/с менее контрактной).
Первое, что вызвало тревогу механиков было появление на втором часу хода пропуска пара в нескольких клапанах. Эти дефекты тут же быстро исправили рабочие Берда. Более серьезные опасения вызвали свищи пара в двух местах на паропроводе в холодильник и появление на паропроводе трещин. Затем обнаружили еще две трещины подобного рода, каждую длиной около 30 мм. Завод Берда обязали в течение недели устранить все обнаруженные недостатки.
2 октября созданная для проведения испытаний комиссия окончила свою работу. Оставив открытым вопрос о главных механизмах до устранения замечаний, комиссия отметила, "что работы по всем частям окончены и произведены отчетливо, прочно, чисто и вполне удовлетворительно своему назначению". Если не учитывать постоянные поломки механизмов, как правило, возникавшие при достижении кораблем 12 уз хода (устранение этого возложили на механический отдел МТК, одновременно задержав окончательный расчет с заводом Берда), то 2 октября следует считать датой вступления "Петра Великого" в состав флота. Хотя экипажу еще следовало разрешить все многочисленные задачи боевой подготовки, без которой вся наличная мощь артиллерии корабля и защита его броней не имели никакой силы.
После замены трубопроводов 7 октября "Петр Великий" совместно с пароходом "Рюрик" совершил плавание в Ревель, целью которого являлось продолжение испытаний водоотливной системы, вспомогательных механизмов и мореходности. Одним из многочисленных прикомандированных на период плавания офицеров был лейтенант С. О. Макаров, в обязанности которого входило всестороннее наблюдение за работой водоотливной системы, изготовленной по его чертежам на Кронштадтском Пароходном заводе. После плавания в приложении к газете "Кронштадтский вестник" от 22 октября 1876 года, за несколько дней до отъезда С. О. Макарова на Черное море для дальнейшей службы, была напечатана его статья "Семь дней на корабле "Петр Великий". Мастерски написанная, она хорошо осветила обстановку и атмосферу, царившие на броненосце в тот ответственный период его испытаний.
Мы снялись с якоря около 2 часов пополудни, повернулись на одном месте посредством наших двух машин и направились на море. Пароход "Рюрик" в это время давал попеременно задний и передний ход и ставил кливер, чтобы завернуться. Мы дали самый тихий ход, чтобы иметь время убраться с якорем и задраить клюзы. Когда все было готово, увеличили ход, причем было сказано в машину держать не более 20 фунтов пару и неполный ход, так как при неопытных кочегарах и машинистах надо дать возможность всем осмотреться, ранее чем требовать от машины полный ход в течение целого дня. Ветер был ровный, противный, с небольшим волнением, и "Рюрик" начал сразу отставать, так что к заходу солнца он был совсем на горизонте.На корабль ветер и волнение, невидимому, не имели никакого влияния. Ветер не мешал легко идти по 10 узлов, а волнение только брызгало на бак, не произведя никаких возмущений или колебаний в самом судне. К ночи ход был уменьшен до 6-7 узлов, а с рассветом опять прибавили ход до 10 узлов, так что "Рюрик", успевший уйти вперед нас, опять совсем отстал в 2-3 часа времени.
По выходе из Кронштадта все люки были закрыты, точно так же как они должны закрываться в свежую погоду, так что вентилирование судна производилось через вентиляторы и мостик. Тем не менее воздух везде был настолько хорош, что не было никакой надобности пускать вентиляторные машины в ход, а напротив, некоторые из железных вентиляторных труб были повернуты спиной к ветру, чтобы не было холодно в жилых помещениях. Само собою разумеется, что в мокрое время количество воздуха требуется больше, но, имея в виду, что к числу наших вентиляторных средств, употребленных теперь, мы можем прибавить еще 4-х сильные вентиляторные машины, можно предположить, что в этом отношении судно будет вполне обеспечено, если даже несколько дней сряду все люки будут задраены и не будет другого способа сообщения с наружным воздухом, как через мостик".
Одновременно измеряли и устраняли девиацию. Непосредственными исполнителями этой поистине творческой работы, очень важной в то время, когда корабли имели лишь магнитные компасы, являлись подполковник А. Ф. Григорьев и начальник компасной обсерватории флота И. П. Белавенец.
"В половине 9-го часа открылся Ревельстейнский маяк, а в половине 11-го мы вошли на рейд и стали ворочаться на разные румбы под руководством подполковника Григорьева, который для проверки компасов и исследования их девиации ходил с нами до Ревеля и обратно, по своему серьезному отношению к делу почти безотлучно находился наверху, помогая нам в управлении судном.
В половине 2-го мы стали на якорь.
Относительно девиации наши суда вообще обставлены так, что лучшего едва ли может кто желать. Заботливость начальника обсерватории всегда своевременно сумеет предупредить, попросить, а норой и заставить соблюдать те предосторожности, без которых совершенно немыслимо верное и безопасное плавание. Корабль "Петр Великий", как известно, весь железный; дерево входит в его постройку только в виде подкладки под броню и каютных убранств, тем не менее оказалось, что более всего производит девиацию дымовая труба. Для того чтобы отвлечь притягательную силу трубы, г. Белавенец придумал установить поблизости компаса одну стальную стойку вместо медной, которая туда назначалась, и этим уменьшил девиацию главного компаса с 80° до 12°. Девиация кормового компаса, стоящего далеко от трубы, оказалась так невелика, что для него не потребовалось устанавливать никаких отдельных магнитов".
