鄉平八郎，他對這位日本海軍名將敬佩不已。兩年實習期滿後，他到潛水艇部隊服務。１９１７年調任大西洋艦隊潛艇部隊司令羅比生少將的隨從副官。羅比生對尼米茲十分賞識，極力勸他放棄從事工程技術的理想，下決心當將軍。經過一番周折，尼米茲終於當上了“南卡羅來納”號戰艦的執行官，並得到上校軍銜。

尼米茲在技術上敢於創新，在戰術上也從不迷信傳統。１９２１年，他入海軍戰鬥學院學習後，試用以艦隊的圓形戰鬥編組代替傳統的戰線。畢業後，他又回到羅比生手下任隨從副官、助理參謀和戰術官。這時羅比生已升任美國戰鬥艦隊司令，尼米茲在羅比生的支援下，實地試用了圓形編組，並主張把美國海軍當時唯一的航空母艦也納入圓形編組。以後這在第二次世界大戰中就變成了標準的航空母艦隊形。可惜的是，這種戰術觀點隨著羅比生和尼米茲的去職而被放棄。以後，尼米茲的職務多次調動，到１９３５年，回華盛頓任海軍人事局副局長，１９３８年升為少將後，曾一度離開海軍人事局，但不久又回人事局當局長。

尼米茲來到珍珠港後，發現到處是悲觀情緒，他自己也感到困難重重。他在到職不久寫給妻子的信中說：“我若能幹６個月就是運氣好了。大眾要我儘早做出行動和結果，這遠遠超過我所能創造的速度。”但他想起自己在軍校畢業時，校方在他的鑑定上寫的一句評語：“對昨天感到愉快，對明天充滿信心。”所以，他不責備任何人，而是告訴他的軍官和士兵們眼睛要向前看，並不斷地用勝利來鼓舞部隊計程車氣，到任後，他多次組織出擊，還指揮航空兵轟炸了東京。這些，不僅對美國總統羅斯福是需要的，對美國人民和存在失敗主義情緒的太平洋艦隊官兵也都是實際的鼓勵。

尼米茲主張用剩下的唯一攻擊武器即航空母艦去發動突擊。在夏威夷任１４軍區司令的布羅赫少將反對這樣做，哈爾西中將卻堅決支援尼米茲的主張，並自告奮勇率航空母艦出擊。儘管戰果並不大，但對鼓舞艦隊和美國人民計程車氣還是起了不小的作用。

１９４２年４月間，尼米茲兼任中太平洋地區總司令。５月初，日本人準備對新幾內亞東南岸上的摩斯比港發動一次兩棲作戰。如果日軍佔領摩斯比港，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。於是，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。美軍雖然損失較大，但卻迫使日軍停止進攻，所以從戰略上看，美軍還是取得了一次勝利，６月，在中途島戰役中，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，數千日軍官兵包括許多富有經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，這時是他事業中的高峰。尼米茲喜歡對作戰問題進行討論，甚至是爭辯，而後再作出決定。他和中途島之戰後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，最後還要經參謀長聯席會議形式上的批准。他對部屬態度和藹，下級指揮官來珍珠港，他一定要召見並加以招待，向他們瞭解下面的情況，徵詢意見。

１９４３年１１月２０日，美軍中太平洋部隊的第一次登陸作戰——吉爾伯特群島作戰開始，雖然美軍比較順利地攻佔了馬京島，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，並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，這次作戰比較成功。此後，麥克阿瑟與海軍之間對夏季進攻的方向發生了爭論，羅斯福總統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，但後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場上“逐島進攻”的戰略，改為“蛙跳戰略”，即越過日軍防守的一些次要的島嶼，奪取太平洋上最關鍵、最重要的據點，切斷日本的海空交通線，建立美國的海空軍戰略基地。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，突破日本的內防禦圈。尼米茲為這次戰役取名為“奇襲行動”，並親自指揮這次戰役。為此，出動了大批飛機、戰艦和登陸部隊。“奇襲行動”取得全勝，美軍佔領馬里亞納群島，突破了日本的內防禦圈。

１９４４年１０月，美軍進攻菲律賓萊特島，