In 1858 nam De Casembroot als commandant van Zr. Ms. stoomschip "Vesuvius" met die bodem deel aan het oefeningseskader onder schout-bij-nacht 't Hooft; hij werd in februari 1860 tot kapitein-luitenant ter zee bevorderd en kreeg op 1 mei 1862 het bevel opgedragen over Zr. Ms. korvet "Medusa", bestemd voor Oost-Indië, terwijl hij als adjudant bleef gehandhaafd. Hij kwam eind november 1862 in Oost-Indië aan en spoedig daarop werd de " Medusa" naar Japan gezonden, waar zij in maart 1863 aankwam en daar verder in station bleef tot oktober 1864. Japan, dat eeuwenlang tot 1859 voor vreemdelingen gesloten was gebleven, behalve voor de Nederlanders, was door de veranderende toestanden zeer in beroering, ten gevolge waarvan de "Medusa" bij haar tweede doortocht door de Straat van Shimonoseki op 11 juli 1863 door de schepen en batterijen van de vorst van Nagato beschoten werd. De Casembroot deed dapper terugvuren en had de voldoening, ondanks dat er een sterke stroming tegen was en het schip onder stoom slechts weinig vaart liep, zijn tocht te volbrengen en hoewel met verlies van enige manschappen, doden en gewonden en het schip zwaar gehavend, op zijn plaats van bestemming te Yokohama aan te komen.