第二次世界大战的爆发于1939年9月1日德国入侵波兰开始，这次入侵行动随即导致以英国与法国被迫根据与波兰的协定向德国宣战。起始时间为：1939年9月1日—1945年9月2日（其中1945年8月15日日本无条件投降）。
1.珍珠港事件（1941年12月7日）发生后，尼米兹接替金梅尔海军上将出任美国太平洋舰队总司令。为了重建太平洋舰队并战胜日本海军，尼米兹并未急于惩处失职人员，而是选拔重用英勇善战的军官(如哈尔西、斯普鲁恩斯、特纳、史密斯等)，重建指挥系统以协调太平洋战区的海陆空三军力量，承接调拨给战区的人员、武器和补给物资，参与华盛顿的最后决策以制定横跨太平洋而战胜日本的战略计划，亲自筹划切实可行的作战行动。
1942年1月，在尼米兹的决策下，美国海军的两艘航空母舰组成联合编队，突袭了日军控制的马绍尔群岛和吉尔伯特群岛，一举击沉了日军潜艇2艘、运输船1艘和小型船只8艘，并炸毁了岸上的部分设施。这是''美国海军在第二次世界大战中的第一次得分''。它的成功，振奋了美军的士气。
1943年5月，盟军决定沿中太平洋和西南太平洋两条路线向日军进攻，中太平洋作战由尼米兹指挥，西南太平洋作战由麦克阿瑟指挥，以逐岛进攻为基本战略。11月20日，尼米兹下令发起吉尔伯特群岛战役。由于美军炮火准备时间太短和日军防御工事极为坚固，美军耗时3天、牺牲1300人才攻占塔拉瓦岛。有鉴于此，尼米兹决定改逐岛作战方针为越岛作战方针，即对某些岛屿围而不打(使之困死)，越过这些岛屿而进攻关键性岛屿。是年年底，太平洋战场的战略主动权完全转归盟军。
尼米兹将下一个作战目标指向马绍尔群岛的心脏。作战始于1943年12月31日。此役注意足够的炮火准备，并一再运用夺取日军机场而压制周围地区的战术，战役于次年2月结束。此后，尼米兹决定不对5万日军坚固设防的持鲁克群岛发起突击而先用航空母舰舰载机实施猛烈轰击，然后绕过该岛前进。接着，尼米兹锋芒直指马里亚纳群岛。1944年3月，美军炮击帕劳群岛，6月15日，开始在塞班岛登陆。日本联合舰队赶来对阵，损失3艘航空母舰和315架飞机。7月9日.美军以伤亡1.65万的代价攻陷塞班岛，歼敌约3万。
尼米兹和麦克阿瑟之间曾就此后作战方向发生争执。前者主张先获得棉兰老岛空军基地，孤立吕宋，进攻台湾和中国沿海，继而打击日本本土;后者则主张迅速攻占菲律宾并获得参谋长联席会议的支持。尼米兹派哈尔西率第3舰队参加解放菲律宾的作战。
1944年12月，尼米兹晋升为海军五星上将。到1945年初，太平洋日军伤亡和被困人数约为75万，共损失19艘航空母舰、12艘战列舰、34艘巡洋舰和125艘潜艇。
攻克硫黄岛之后，1945年4月1日，尼米兹命令向冲绳岛发起突击，守岛日军殊死抵抗，''神风''攻击队则向美军舰船发动自杀性进攻。6月22日，该岛陷落。美军伤亡近5万，日军伤亡近12万。日本宣布无条件投降（1945年8月15日）之后，1945年9月2日，尼米兹代表美国参加日本投降仪式。
二、以上就是尼米兹将军在第一、第二世界大战的具体表现和功绩；战争期间，尼米兹获得3枚优异服务勋章。
第二世界大战后10月5日被美国政府定为''尼米兹日''。1945年11月，尼米兹出任美国海军作战部长，继续强调海军的重要性。1947年11月任期届满卸任。与波特合著有《海上力量:海军史》和《大平洋的胜利:海军的抗日战争》。1966年2月20日，尼米兹病逝于美国旧金山。
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