В 1900 году Академией наук была организована экспедиция под начальством барона Толя для исследования Новосибирских островов в Ледовитом океане. В июне экспедиция отправилась из Петербурга на яхте «Заря», держа направление вокруг Норвегии на Мурман. А через три месяца, пройдя Югорским Шаром, яхта уже вступила в Карское море. Плавание продолжалось, пока не достигли Таймырского полуострова. Здесь в одной из бухт, недалеко от мыса Челюскина, затираемая льдами «Заря» остановилась на зимовку.
В числе членов экспедиции находился и лейтенант Коломейцев. Сначала он помогал барону Толю, разъезжая на собаках по берегу, производить научные наблюдения. Потом между ними произошла из-за чего-то ссора. Разрыв углублялся, совместная жизнь становилась несносной. Возможность примирения исключалась: и тот и другой были самолюбивы.
Тогда лейтенант Коломейцев решил покинуть яхту «Заря», подговорив на это еще одного человека — казака Росторгуева. Но перед ними стал грозный вопрос: куда идти? Первая деревня Гальчиха в несколько дворов, расположенная на берегу Енисея, находилась за девятьсот километров. На таком длинном пути можно было встретить и снежные заносы, и горы, и провалы, и другие неожиданные препятствия. Свирепствовала зима с жесточайшими морозами. Над огромнейшей пустыней, не знавшей никого, кроме голодных зверей, висела трехмесячная полярная ночь. Временами угрюмая тьма наполнялась многоголосым воем пурги, от которой можно было спастись, лишь зарывшись в сугроб. Но Коломейцев был непоколебим и от своего решения не отступил: он ушел вместе с Расторгуевым. Оставшиеся на зимовке члены экспедиции считали лейтенанта и его спутника безумцами, которые сами себя обрекали на гибель. Поэтому очень обрадовались, когда через двое суток снова увидели их на борту «Зари». Барон Толь торжествовал. Но напрасно! Коломейцев вернулся на яхту только потому, что забыл… иголки к примусу! В течение нескольких часов он отдыхал, после чего опять вместе с казаком отправился в далекий путь. На этот раз оба благополучно достигли Гальчихи.
На «Буйном» Коломейцев завел строгую, но разумную дисциплину. Прежде всего он требовал от своих подчиненных знания морского дела, умелого обращения с механизмами, меткости минной и артиллерийской стрельбы и четкости в исполнении его распоряжении. Боевая подготовка на его миноносце всегда стояла на должной высоте.
Командир Коломейцев был человек независимый, он не любил пресмыкаться перед высшими чинами. За это-то его и не выносил командующий эскадрой. Миноносец «Буйный» весь поход служил мишенью для издевательств адмирала Рожественского. Приказы отдавались в таком духе: «Как всегда, миноносец «Буйный» выделялся своим буйным видом и портил колонну…»
Во время стоянки на Мадагаскаре Коломейцев внезапно заболел желтой лихорадкой. Он сдал командование своему помощнику и отправился на госпитальный корабль, так как на миноносце не было ни врача, ни лазарета. О своей болезни он немедленно сообщил в штаб. По этому поводу появился приказ адмирала, в котором говорилось: «Командир «Буйного» позорно дезертировал с миноносца, бросив его на произвол судьбы…» Между тем Коломейцев лежал больной с сорокаградусной температурой.
И вот в Цусимском бою, когда потребовалась действительная отвага, а не бутафория, случай как бы нарочно сопоставил этих двух командиров — Баранова и Коломейцева.
Как только «Ослябя» вышел из строя, «Буйный» полным ходом направился к нему. Броненосец скоро утонул. На месте его гибели этот миноносец оказался раньше всех. Он остановился среди гущи людей, барахтающихся в волнах. Коломейцев, стоя на мостике, командовал резким голосом:
— Вельбот спустить! Приготовить концы для спасения!
Его офицеры и матросы знали, что нужно делать, и началась энергичная, без лишней суеты, работа. Кругом, в волнах, под обстрелом неприятеля, гибли многие жизни. На миноносец доносились вопли о спасении. За борт то и дело выбрасывались концы, за которые судорожно хватались руки утопающих. А дальних ослябцев подбирал единственный вельбот с двумя гребцами, ловко управляемый мичманом Храбро-Василевским.