海军武器专家带来了在新墨西哥州阿拉莫戈多爆炸的第一颗原子弹的资料影片。尼米兹认为使用原子弹违背人道主义精神和道德准则，这不是一种合法的战争手段。但他又同意日本问题专家莱顿的看法，日本人的武士道精神是难以通过常规手段摧毁的。作为美军统帅，尼米兹还必须考虑另一个实际的问题，即他不想牺牲更多的美国人。
7月26日，美、英、中政府发布“波茨坦公告”，公告指出：日军必须无条件投降；除本国四岛外，日本应从其占领的一切领土上撤出，否则，只有“自取灭亡”。
这时，美军“印第安纳波利斯”号巡洋舰已将次临界铀235和两枚原子弹的组成部件运到了位于马里亚纳群岛中的提尼安小岛上。
日本政府对“波茨坦公告”所列条文未作出任何反应。
8月6日清晨，一架B－29型轰炸机装载着第一颗原子弹从提尼安岛起飞。8点15分整，死亡之神在广岛上空降落，不到15分钟，白色烟云便将全城卷入一片恐怖的火光之中。瞬间，城中7万多无辜居民或亡或残。9点20分，美空军从1500海里外的日本上空向提尼安岛传来清晰明确的消息：“任务顺利完成！”负责“原子弹计划”的法雷尔将军迅速将此情向尼米兹报告，并由具体负责该计划的另一将军格里夫斯转报正从波茨坦会议返国的杜鲁门总统。
同盟国又向日本发出了波茨坦会议议定的最后通牒。最后通牒重申波茨坦会议精神，要求日本放弃一切领地属权，并由盟军占领日本本土，直至建立一个和平、负责的日本政府为止。
全世界都在拭目以待。尼米兹对日本政府愚顽不化的态度颇为吃惊。此刻日本人也很清楚，他们已绝无获胜的可能了，他们理应作出明智的反应。
然而，日本政府继续保持沉默。
8月8日，苏联向日本宣战，并出兵中国东北。
8月9日凌晨，又一架携带原子弹的飞机从提尼安岛起飞。11点零1分，原子弹炸毁了九州的长崎市。
这大概是临近战争结束的最后一声巨响了。战火硝烟即将散去，和平的捍卫者和奋斗者们将开始赢得他们应有的荣誉。8月10日，英国王室决定授予尼米兹将军“巴斯骑士大十字勋章”，授勋仪式在英国海军上将布鲁斯·弗雷泽将军的旗舰“约克公爵”号战列舰上举行。一条紫色绶带从尼米兹肩上披挂到胸前。
11日清晨，尼米兹收到金将军的一份电报，宣告了日本已停止抵抗的消息。
对尼米兹而言，这个消息实现了他对崭新明天的向往。这也是许许多多作出了崇高牺牲的勇士们的愿望。
在尼米兹看来，胜利早已是预料之中的事情，这一天，不过是如期来临而已，就好像是再一次证明了尼米兹的坚定信念和准确判断一样。
尼米兹起身下令实施新的战术手段。他向空中巡逻的飞行员发出信号：“查明并击落一切偷袭者--尽可能不要采取报复手段。”
当欢庆胜利的声音激荡在美利坚上空时，杜鲁门总统在电台宣布，他已委托麦克阿瑟将军作为盟军最高司令，由他负责安排和主持日本投降仪式，并签署和平文件。
尼米兹顿感愤懑，他认为这是对海军将士的极大不公。在太平洋的历次战斗中都是海军身负重任，出生入死，而到了胜利时刻，却让一位陆军将领担当主角，摘取果实。这种任命说明全世界的目光将再次集中于麦克阿瑟身上，似乎主要是由他的部队把日本打败了。
尼米兹将此种情况报告金上将，并表达了自己的强烈不满。金立即向总统提出，如果由一名陆军将领主持和平协议，那么，仪式应在一艘海军舰只上而不是在陆上举行。海军部长福雷斯特尔还从国务卿处赢得一项协议：如果麦克阿瑟代表盟军在投降书上签字，尼米兹将代表美国签字。
29日，尼米兹也乘水上飞机抵达东京湾，把将旗升在“南达科他”号上。
1945年9月2日8点，尼米兹一行乘专艇赶到签字地点，舰上哨声大作，扩音器响起了“海军上将进行曲”。
又过了一段时间，麦克阿瑟与参谋人员也抵达了。麦克阿瑟和尼米兹相互握手，共同庆祝这一难忘的时刻。
军中牧师祈祷后，乐队高奏美国国歌。麦克阿瑟和尼米兹一起走上露天甲板。哈尔西紧随其后。麦克阿瑟站在桌后发表了令人难忘的和平讲话，然后他请日本帝国政府的代表走向前来签字。
麦克阿瑟代表盟军在日本受降书上签字时，请美陆军的乔纳森·温赖特将军和英国陆军中校亚瑟·珀西瓦尔站在他的身后，这二人都曾是战俘，刚从满洲日本战俘营乘飞机赶来。
切斯特·尼米兹海军五星上将接着走上前来，代表美利坚合众国签字。麦克阿瑟五星上将和哈尔西上将、谢尔曼少将站在他的身后。
几天以后，尼米兹登上一架飞机飞返珍珠港，然后去旧金山。这是他百感交集的时刻，他疲劳而兴奋，忧伤而充实，愁闷而愉快。他的心中充满了那种即将凯旋归国的游子之情。
他离开关岛，从此再没有回去过。
这是举国欢庆的时刻，也是欢迎英雄荣归故里的时刻。海军部长福雷斯特尔认为，太平洋美军总司令像陆军领袖们一样为胜利创立了殊功，理应享受同样的待遇。他准备在10月初为尼米兹举行一次抛彩带的夹道欢迎。
尼米兹一向不是追名逐利的人，他起初反对这种煞费苦心的安排。但是，他必须面对这样一种事实：他是全国海军的代表，海军和陆战队员在太平洋战争中作出了突出贡献，可以说，是海军真正赢得了这场太平洋战争的胜利，应该使人民了解这一点。他所接受的将是全体海军的荣誉，他没有权利，也没有理由拒绝这一荣誉。
事实上，海军是无法被忽略的。来自民间邀请尼米兹参加庆祝活动的请柬，像雪片一样从各处飞来。那些留有尼米兹成长足迹和业绩的城市更是无法忘记这位海军的杰出人物为他们付出的一切。旧金山、纽约以及得克萨斯州的达拉斯市、奥斯汀市、克维尔和弗雷德里克斯堡的市政当局及普通群众以无法拒绝的盛情向尼米兹伸出了热烈欢迎之手。
在福雷斯特尔的努力下，华盛顿官方决定将10月5日定为“尼米兹日”，将组织3英里长的游行庆功队伍。届时，尼米兹将在两院联合大会上发表演讲，并由哈里·杜鲁门授勋。
在赴华盛顿出席盛典的路上，尼米兹在旧金山稍事停留。这里是他经常造访的城市，战争期间，他和金上将曾在这里多次举行军事会议，凯瑟琳和玛丽也在这里长期生活。此次，代理市长丹·加拉菲尔邀请他去市政厅以表示特殊敬意。
市政厅没来得及组织正式的游行，但尼米兹的行车路线早已家喻户晓。当汽车经过时，成千上万的人们自发地聚集在街道两旁欢迎凯旋而归的将军。在市政大厅，丹·加拉菲尔当众把旧金山市的一把钥匙送给尼米兹。尼米兹将军说：“为了这把钥匙，山本五十六可是付出了他的一切啊！”
人群爆发出阵阵欢呼之声。旧金山的每个市政官员和公民为他的话而感动。这座地处太平洋东岸、易受敌人袭击的城市，对这位来自海上的坚定沉着、敏锐睿智、足可信赖的将军始终充满着敬意和亲切感。
次日晨，尼米兹及其夫人、拉马尔中校和谢尔曼少将一行人抵达华盛顿。他们没有时间休息，直接从机场乘车到国会大厦，尼米兹将在那里向国会议员们发表演讲。
这是绝无仅有的时刻--在两院联席会议上发表演讲，所有议员都到了会。通道上坐满了人，楼道里也挤满了人。这是一种特殊荣誉，人们愿意把掌声和鲜花给予这位来自前线的默默奋斗的将领。
尼米兹着重讲了4个问题。这些问题成为他在战后反复演讲的中心：海军在打败日本的战争中起了主要作用。日本提出求和要求是在投掷原子弹之前；必须研制新武器；保持一支强有力的海军是当务之急。他说：“像原子弹这类新武器可以改变战争的特点，但不能改变我们必须获得制海权的现实。我们现在已经获得了制海权，我们有力量和资源把它保持住。”
尼米兹热情地呼吁在座的参议员们，要维持一支强大的海上力量，并且在需要时准备使用这支力量。
在雷鸣般的掌声欢送下，尼米兹离开国会大厦，坐在汽车高高的后座上，沿着宾夕法尼亚大街和宪法大街驶向华盛顿纪念碑。50万华盛顿市民从商店、学校、政府机关涌向大街向他欢呼。在橱窗、电线杆、广告栏上到处张贴着尼米兹的宣传画。1000架海军战斗机和轰炸机在游行队伍上空掠过，有的机尾拖着红、白、蓝3色烟雾，一些飞机还组成了“尼米兹”
英文字的字形。
在游行队列中，牵引车拖着缴获的日本飞机。队伍中有大量海军学员、陆战队员、海军护士、海岸警卫队妇女后备队员、海军妇女队员以及参加过南太平洋各次海上战役的老兵。
尼米兹到达华盛顿纪念碑后，发表了当天的第2次演讲。在这篇演讲词中，他说：“也许，毋须更多的预示，人们即可明白，历史将认为现阶段不仅是一场大战的结束，而且是新的原子时代的开始。”他希望原子能将被驾驭和使用在“工业和对人类有益的事业上”。
尼米兹一行接着驶抵白宫玫瑰花园，杜鲁门总统在这里授予他殊勋勋章。尼米兹表示，他是代表战斗在太平洋的200多万名官兵接受这枚勋章的。他希望借此机会向水兵、士兵、陆战队员和海岸警备队员致以敬意。他向总统说：“我接受这项荣誉也像你‘圆满完成’一项工作而接受荣誉一样，工作是他们完成的。”
次日，尼米兹对海军部长福雷斯特尔作了一次私人拜访，向部长打听对他未来工作的安排。多年以来，尼米兹一直渴望担任海军作战部部长，在金上将即将退休之际，他认为自己出任该职的时机已经来临。然而，尼米兹与福雷斯特尔久有积怨，福雷斯特尔承认尼米兹是海军的杰出代表，却无意任命一位与金一样率直而固执的人出任该职。他对尼米兹的解释是：如果尼米兹出任作战部长，将有损于他在太平洋战争中所取得的突出地位和威望。他建议尼米兹出任海军军法委员会主席或继续留任太平洋舰队总司令。
尼米兹不愿作此选择，也不同意福雷斯特尔提出的理由，会见在一种既客气又冷淡的气氛中结束。
10月9日，尼米兹一行飞往纽约，在那里接受另一支欢迎大军的仪式。尼米兹登上一辆敞篷汽车，在他后面是获得“荣誉勋章”的老兵组成的车队。欢呼声响彻整个市区，五颜六色的纸花在空中飘舞。“简直令人不知所措，”尼米兹说，“我以为我是在做梦。”
在纽约市政大厅广场，尼米兹向35万群众呼吁“要用足够的海上力量来保证我们不再失去和平”。
他说：“我们应肯定，现在，以及为了获得和平的未来，我们应保持强大，绝不能由于力量薄弱而招致威胁。我们应对那些曾经为我们战斗过的人员以及今天正在成长的年轻人负责。”
集会之后，纽约市长在沃尔道夫·阿斯托里亚旅馆举行了冷餐招待会，包括海军军官学校的同学在内的2000多位客人向尼米兹祝贺并敬酒。
次日，尼米兹返回华盛顿。在一个偶然的机会里，再次见到海军部长福雷斯特尔。尼米兹发现海军部长在自己任职问题上的态度有所改变。显然，尼米兹的许多朋友和同事对此事施加了影响。但是，福雷斯特尔还企图打消尼米兹的念头。他问尼米兹，是否受得了这项工作中的那些例行的约束。这种工于心计的问法大概意在作出一种暗示：你还不明白这项工作的性质和意义。尼米兹为这种笨拙的做法所激怒，他坚定而明确地答道：“我充分了解这项工作的特点，而且确信自己能当此任，并能以模范行动作出表率。”
福雷斯特尔态度软下来，他说，如果尼米兹愿继任金的职位，他可向总统推荐，但提出了下列条件：第一，尼米兹参谋班子的人员组成应获得他们两人的同意；第二，他的任期限定为两年；第三，他应在总的原则上同意新的海军部的组织体制。
福雷斯特尔这样做的目的在于，保证尼米兹不会使他大权旁落，更不会超越他而直接与总统打交道。尼米兹全盘接受了他的条件。尼米兹说，他的任期不会超过两年，且完全赞同新体制中关于作战部长不再兼任美国舰队总司令的决定。
尽管如此，尼米兹仍然隐隐觉得自己受到了伤害，福雷斯特尔居然会如此提出推荐此职的要求条件。
尼米兹在华盛顿期间的一个重要收获是，单独晋见了杜鲁门总统。会见为私人性质，无案可查，但事实证明这次会谈产生了良好效果。杜鲁门在退休后写的回忆录中谈到了对尼米兹的评价：“从一开始我就认为尼米兹将军作为一位战略家、领导者和一个普通人，都是一位不同凡响和出类拔萃的人物。我把他同乔治·马歇尔将军并列为军事天才和政治家。”
11月20日，杜鲁门举行记者招待会，宣布和平时期高级军事将领的任命。尼米兹上将接替金上将，任海军作战部长。
1945年12月15日，在海军部举行了简单的交接仪式，首先，由金上将发表讲话，然后尼米兹宣誓就职。
尼米兹终于如愿以偿了，但海军作战部长绝不是一种荣誉头衔。尼米兹后来承认，他担任这一职务的头几个月是一生中最感辛劳的一段时间。他每天早起晚归，连星期天也不休息。战争刚刚结束，大量士兵复员归国，海军又遭到毫无计划地裁减，使部队必须不断地进行改编。尼米兹只得下令采取临时措施和变通方法以维持工作。后备役军官和士兵大量退出现役，致使港口拥挤，舰船有时都难以驶进。
尼米兹有时还得应付来自部长福雷斯特尔的刁难。尼米兹尽量注意改善与他的关系，请他参与各种重要会议和决策，但两人仍然只能维持表面上的关系。这使尼米兹感到身心疲惫。
尼米兹作为太平洋战争中海军的杰出代表，在美国社会公众中间享有崇高的威信和影响力，因此，除了作战部的本职工作外，他还必须出席各种重要组织召集的社会宣传活动。深谙公共关系奥妙的尼米兹认为，这些活动是博取公众舆论的重要途径之一，因而是他作为海军作战部长无法推诿的工作。他四处演讲，有时还亲自撰写讲稿，以切身体验讲述他所经历的战争，讲述海军在各大战役中所遭遇的艰难困苦，使民众了解和平的来之不易。
1966年2月24日，尼米兹81岁生日的这一天，他在加利福尼亚临海而立的家中去世，享年81岁。当天下午，由100多辆汽车组成的车队护卫着五星上将的灵柩，前往金门国家公墓--这是他最后安息的地方。送葬队抵达墓地时，70架海军喷气机飞鸣而过，19响礼炮声震撼着寒冷凝滞的空气。