В 1798 году контр-адмирал Карцов – командир эскадры, воюющей вместе с морским соединением вице-адмирала М.К. Макарова и британским флотом в Немецком море. В 1799 году морской офицер удостоился высокой чести – воевать с французским флотом в Средиземном море в составе русского морского соединения адмирала Ф.Ф. Ушакова.

В 1801 году контр-адмирал П.К. Карцов назначается членом Адмиралтейств-коллегии, а 2 мая 1802 года – директором Морского кадетского корпуса.

По свидетельству и отзывам современников, Петр Кондратьевич считался человеком «с виду суровым и сухим по наружности, но имевшим чрезвычайно доброе сердце и бывшим справедливым до самоотвержения. Бывали случаи, когда он, отстаивая невинного, рисковал своей собственной карьерой…» В 1819 году его произвели в чин полного адмирала и назначили сенатором, а в 1822 году – членом Государственного совета.

Творческий тандем нового директора с талантливым и на редкость образованным инспектором классов корпуса Платоном Яковлевичем Гамалея – моряком, капитан-командором, метеорологом, гидрологом, историком российского флота и действительным членом петербургской Академии наук – позволил поставить учебно-воспитательную работу в Морском кадетском корпусе на значительную высоту. Адмирал Карцов оказался довольно энергичным и просвещенным педагогом и администратором. За 24 года его директорства из корпуса выпустили более 2000 хорошо подготовленных морских офицеров.

По сравнению с кронштадтским периодом Морского корпуса в Петербурге результативность преподавания и успехи воспитанников были на несколько порядков выше. В 1804 году присутствовавший на выпускных экзаменах гардемаринов представитель Главной комиссии адмирал фон Дезин был поражен и восхищен ответами учащихся и обратил на это внимание морского министра П.В. Чичагова. Тот, в свою очередь, обрадованный столь высокими успехами будущих офицеров, не преминул с гордостью доложить об этом императору. Александр I пожаловал каждому из 13 лучших выпускников Морского корпуса высочайший подарок – новейший образец секстана английской работы. Ценные подарки вручил счастливчикам морской министр на заседании Адмиралтейств-коллегии одновременно с офицерскими патентами и персональными письмами следующего содержания: «Его Императорское Величество вследствие засвидетельствования комиссии, экзаменовавшей Вас с прочими воспитанниками Морского кадетского корпуса, об успехах Ваших в высшей математике и в науках до Морского офицера относящихся, всемилостивейше жалует Вас в знак Высочайшего Своего Благоволения секстаном, который с удовольствием препровождая при сем, надеюсь, что сей Монарший подарок послужит Вам поощрением к вящему усовершенствованию себя в искусстве морского офицера».

Впоследствии памятные императорские подарки лучшим выпускникам стали доброй традицией в Морском кадетском корпусе. «Лауреатами» императорских премий стали в те годы будущие адмиралы Г.С. Шишмарев и А.П. Лазарев, будущий министр народного просвещения, адмирал П.А. Ширинский-Шихматов, а также прекрасные морские офицеры П.Н. Богданов, С.Я. Унковский, А.Е. фон Кригер, С.Н. Богданов и др.

Свидетели той далекой эпохи впоследствии вспоминали «о великом рвении», с которым лучшие воспитанники Морского корпуса осваивали тогда науку. Талантливые ученики в каждом классе пользовались не только особым уважением своих товарищей, но часто сами делились своими познаниями с другими воспитанниками, выступая таким образом в роли добровольных репетиторов отстающих.

Требования к учебе в те времена были достаточно высокими. В обязательную учебную программу входили дифференциальное и интегральное исчисления с их приложениями к механике и высшей геометрии.

Рассказывали, что любимец кадетов и гардемаринов инспектор классов Платон Яковлевич Гамалея, беседуя с воспитанниками, неоднократно повторял им: «Любите науку, братцы, для самой науки, а не для того, чтобы надеть погоны». Гардемарин Бестужев вспоминал, что «…мы нетерпеливо дожидались, чтобы бежать в класс к Платону Яковлевичу… с такой любовью и почтительным уважением мы смотрели на этого худенького, сгорбленного старика… Пламенная любовь к наукам, нрав тихий, ровный, кроткий… оттенок дружеской отеческой любви в обращении к кадетам». Так высоко воспитанники корпуса характеризовали и ценили этого незаурядного замечательного человека и педагога. Ему принадлежит самая активная роль в преобразовании военно-морского учебного заведения. Он коренным образом реорганизовал постановку учебного дела, по его инициативе и при его личном участии впервые в Морском корпусе организовали курсы повышения квалификации для преподавательского состава. Для педагогов П.Я. Гамалея и приглашенные им видные специалисты и ученые Академии наук читали специальный курс лекций по отдельным актуальным разделам морской теории и практики.

Велики заслуги Платона Яковлевича в деле пополнения и обновления фонда библиотеки учебного заведения новыми методическими пособиями и учебниками. За время своей работы в корпусе (1780-1808 гг.) он лично подготовил и издал «Вышнюю теорию морского искусства», «Теорию и практику кораблевождения», «Опыт морской практики капитан-командора Морского кадетского корпуса инспектора и Императорской Академии наук члена Платона Гамалея» (СПб., 1804).

Он же составил астрономические таблицы для мореплавания, опубликовал собственные исследования о ветрах и других воздушных явлениях, основы теории ахроматических труб, истории оптики и целый ряд других научных статей и записок.

К сожалению, из-за прогрессировавшей болезни глаз Гамалея вынужден был в 1808 году выйти в отставку. Некоторое время обязанности инспектора классов в Морском кадетском корпусе исполнял Иван Федорович Крузенштерн, которого вскоре на этом посту сменил помощник П.Я. Гамалея – Марк Филиппович Горковенко, продолживший традиции и дело своего просвещенного начальника.

В 1816 году по инициативе и при участии Горковенко комиссия из опытных преподавателей корпуса разработала специально для учителей кадетских классов учебные пособия по основам арифметики, геометрии и тригонометрии. Сам Марк Филиппович не только ввел в обязательный учебный курс физику, но и взял на себя чтение лекций по этому предмету. По его настоятельному ходатайству в корпусе вновь стала функционировать типография, где регулярно издавались учебники и методическая литература для кадетов и гардемаринов.

Воспитанники Морского корпуса в новом столетии носили форменные черные двубортные фраки с фалдами и медными дутыми гладкими пуговицами, с черными погонами, на которых гладью вышивались золотые якоря. На обшлагах рукавов также вышивались по три золотых якоря. Гардемарины и кадеты вне корпуса носили кортики и треугольные шляпы. Форменные повседневные штаны из черного сукна были короткими, немного ниже колен и застегивались вокруг ноги металлическими пряжками. На ноги надевались белые чулки и черные форменные сапоги с короткими голенищами.

Вне корпуса и в праздники воспитанники носили длинные белые суконные штаны, заправленные в голенища сапог. На время танцев сапоги заменялись башмаками с белыми металлическими пряжками.

День для воспитанников начинался по сигналу барабана в половине шестого утра. До завтрака, обеда и ужина обычно одним из гардемаринов громко читалась молитва. В темное время суток все помещения Морского корпуса освещались сальными свечами и масляными лампами.

До 1808 года в воскресенье и праздничные дни всем кадетам пудрили головы просеянными отрубями. Для этой процедуры воспитанники по очереди подходили к лакею, тот накидывал каждому на плечи простыню и большой кистью пудрил волосы. Сама же пудра (отруби) всегда находилась в изобилии в большой деревянной кадке.