W latach 1922–1923 studiował w Naval War College, który kształcił wyższych oficerów marynarki. Również tam Nimitz stał się jednym z prekursorów nowych rozwiązań w dziedzinie taktyki wojskowej. Jego analizy przebiegu bitwy jutlandzkiej doprowadziły do opracowania tzw. „szyku kołowego” zespołu okrętów, który na kilka dziesięcioleci stał się obowiązującym standardem przyjętym przez wszystkie floty jeszcze przed wybuchem II wojny.
W październiku 1925, gdy admirał Robinson objął stanowisko głównodowodzącego Flotą Stanów Zjednoczonych, Nimitz przez rok pełnił funkcje jego adiutanta, szefa sztabu i oficera taktycznego. Kiedy w lipcu 1926 Kongres powołał do życia Korpus Rezerw Marynarki, Nimitz został oddelegowany na Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley, gdzie przez trzy lata najpierw utworzył jednostkę, a potem kształcił przyszłych oficerów rezerwy Marynarki. W 1929 wrócił na stanowisko w marynarce, obejmując dowództwo dywizjonu okrętów podwodnych w San Diego, a przez następne dwa lata od 1931 dowodził flotą 35 zdjętych ze stanu niszczycieli.