５月初，日本人準備對新幾內亞東南岸上的摩斯比港發(fā)動一次兩棲作戰(zhàn)。如果日軍占領摩斯比港，不僅會直接威脅澳大利亞的交通線，也會使麥克阿瑟失去前進基地。于是，尼米茲派遣一支航空母艦編隊出擊，不久即同日軍進行了珊瑚海之戰(zhàn)。美軍雖然損失較大，但卻迫使日軍停止進攻，所以從戰(zhàn)略上看，美軍還是取得了一次勝利，６月，在中途島戰(zhàn)役中，他以劣勢兵力大敗日軍，擊沉日軍４艘航空母艦，一艘重巡洋艦，重傷１艘重巡洋艦和２艘驅逐艦，擊毀日機３３２架，數(shù)千日軍官兵包括許多富有經(jīng)驗的艦載機飛行員喪生。美軍僅損失航母一艘、驅逐艦一艘、飛機１４７架。這次勝利顯示了尼米茲的軍事天才。他自己也認為，這時是他事業(yè)中的高峰。尼米茲喜歡對作戰(zhàn)問題進行討論，甚至是爭辯，而后再作出決定。他和中途島之戰(zhàn)后出任參謀長的斯普魯恩斯都喜歡散步，許多決定就是在邊走邊談時作出的。當然，最后還要經(jīng)參謀長聯(lián)席會議形式上的批準。他對部屬態(tài)度和藹，下級指揮官來珍珠港，他一定要召見并加以招待，向他們了解下面的情況，征詢意見。

　　１９４３年１１月２０日，美軍中太平洋部隊的第一次登陸作戰(zhàn)——吉爾伯特群島作戰(zhàn)開始，雖然美軍比較順利地攻占了馬京島，在塔拉瓦島上卻損失慘重。尼米茲親自前往塔拉瓦島研究日軍的設防情況，并尋找美軍損失慘重的原因。回到珍珠港，便幫助斯普魯恩斯等人把這一教訓應用到馬紹爾作戰(zhàn)計劃上，１９４４年１月３１日，美軍開始向馬紹爾群島進攻，這次作戰(zhàn)比較成功。

　　此后，麥克阿瑟與海軍之間對夏季進攻的方向發(fā)生了爭論，羅斯福總統(tǒng)親自來珍珠港為他們裁決。起初，尼米茲與麥克阿瑟的認識不一致，但后來他覺得麥克阿瑟言之有理，便欣然同意了。

　　１９４４年６月，美軍將其在太平洋戰(zhàn)場上“逐島進攻”的戰(zhàn)略，改為“蛙跳戰(zhàn)略”，即越過日軍防守的一些次要的島嶼，奪取太平洋上最關鍵、最重要的據(jù)點，切斷日本的海空交通線，建立美國的海空軍戰(zhàn)略基地。因此，美軍決定繞過加羅林群島，直取馬里亞納群島，其目的是要攻克塞班島、提尼安島，奪回關島，突破日本的內防御圈。尼米茲為這次戰(zhàn)役取名為“奇襲行動”，并親自指揮這次戰(zhàn)役。

　　為此，出動了大批飛機、戰(zhàn)艦和登陸部隊。“奇襲行動”取得全勝，美軍占領馬里亞納群島，突破了日本的內防御圈。１９４４年１０月，美軍進攻菲律賓萊特島，不久即爆發(fā)了萊特灣大海戰(zhàn)。美軍雖然在這次戰(zhàn)役中取得了勝利，但也受到了重大損失。

　　美軍在攻占萊特島之后，尼米茲接受了斯普魯恩斯的建議，決定越過臺灣，攻占離日本更近的硫磺島。為了進攻硫磺島，尼米茲率指揮部進駐關島。隨著硫磺島被美軍攻占，１９４５年６月，沖繩島也被攻占。日本本土的大門已被打開。

　　８月１５日，走投無路的日本宣布無條件投降。

　　９月２日，尼米茲代表美國在受降儀式上簽字。

　　此后，他于１９４５年１２月１５日出任海軍部長，兩年之后退休，到加州大學擔任了８年董事。１９６６年逝世。