位于关岛的太平洋战区前进指挥部的条件其实十分简陋。几栋木质结构的两层楼房是指挥部生活和办公的场所，不远处的一片茅屋供来访的陆海军将领及高级人士居住。尼米兹、副参谋长麦克莫里斯和安德森医生共住一个白色木板房，房子一共有4个卧室、一个兼餐厅的起居室和一道可以眺望大海的门廊。在他们隔壁是作战部长谢尔曼和几位高级作战参谋。

关岛不止有太平洋战区前进指挥部，海军太平洋前沿战区司令部和陆军第20航空队司令部也都设在这里。海军前沿战区司令胡佛中将是尼米兹的直属下级，自然听命于他。但陆军第20航空队司令李梅却不怎么尊重尼米兹，李梅掌控着用于空袭日本本土的所有B-29远程轰炸机，尽管参谋长联席会议已经授权尼米兹，在战术和战略急需时，可以调动第20航空队的远程轰炸机，但只要尼米兹开口，都会招致李梅的抵制。为了不引起军种间新的矛盾，尼米兹会经常邀请李梅和第20航空队军官吃饭，以增进双方的感情。

虽然关岛已经被美军占领了数月，可岛上依旧没有肃清躲在丛林深处的日军残余。尼米兹等人抵达那里后，当地驻军还抓到了一名身穿美军陆战队制服的日军，据他交代自己已经混在人群里白吃了三个星期的美军饭菜。

为了保证尼米兹的安全，8名身强力壮的海军陆战队员轮流担任他的贴身警卫。尼米兹办公时他们就守在门外，或者保持一定的距离。总司令如果外出，他们则开着吉普车紧紧跟在后面，一旦遇到可疑情况就会立即出现在尼米兹的面前。

尼米兹等人在岛上很自在，司令部里是清一色的男性，所以他在着装上的要求也很宽松，允许部下穿短裤，甚至也允许光着上身。与在珍珠港一样，尼米兹喜欢到沙滩上跑步。跟随他来到关岛的英军联络官霍普金斯上校在写给家人的信中说：“你无法想象，除我之外这里的人都不穿长袜，所有人穿着短裤走来走去，露出毛茸茸的长腿。这看起来有些搞笑，也有些令人作呕，就看你能否接受了。”

一天清晨，尼米兹照例穿着短裤去海滩跑步。这一天附近医院跑出去一个在战场上受到惊吓的精神病患者，同样也身穿一条短裤。医院军医施瓦布中校带着两名医护人员和一名陆战队员四处寻找，在海滩上发现了那名“病患”。施瓦布等人急忙追上去，就在快要抓住那名病人时，一辆涂着5颗星的吉普车开了过来。施瓦布后来回忆说：“幸亏吉普车开了过来，不然我们一定会把那个人关进谨慎病房。即使对方说自己是总司令，我们怎么可能会相信。”

进攻硫磺岛的建议是陆军航空兵提出来的，李梅的第20航空队从关岛和塞班岛起飞，需要飞行1500海里才能抵达日本本土，战斗机无法提供全程护航，而且轰炸机在执行任务时，飞机一旦遇袭受伤或出现故障，中途没有任何地方可以迫降，结果往往是机毁人亡。为了保证飞行航程，B-29轰炸机只能携带最大载弹量的30%；为了躲避日军袭击，飞机只能在8000米以上高空投弹，所以战略轰炸效果一直不理想。

硫磺岛恰好在关岛和日本本土中间，如果攻占了这里，B-29轰炸机就可以将其作为中转基地，战斗机也可以从这里起飞为轰炸机提供护航。所以陆军上报请求后，参谋长联席会议立即责成太平洋战区执行这次战术任务。

1944年9月，斯普鲁恩斯交出第5舰队指挥权后，就带领自己的参谋班子制定进攻硫磺岛的计划。起初斯普鲁恩斯和尼米兹认为夺取硫磺岛并不难，但他们看了空中侦察机拍摄的航空照片后，结合以往的经验，才意识到这将是太平洋上最难攻占的岛屿。预计将付出2万人的伤亡代价。

1945年1月28日，李梅拜访斯普鲁恩斯，后者提出了自己的担忧，并询问李梅“硫磺岛对于战争有多少价值？如非必要完全可以绕过它”。李梅的回答很干脆：没有硫磺岛就无法有效地对日本本土进行战略轰炸。斯普鲁恩斯听闻也不再犹豫，决心无论付出多大伤亡都要拿下硫磺岛。

驻守在硫磺岛上的日军有陆军1.5万多人，海军7000多人，共计约2.3万人。美军参战部队包括第5两栖军所辖海军陆战队第3、第4、第5师共6万人，由霍兰德·史密斯指挥；特纳指挥的第5编队负责支援登陆，米切尔的第58特混舰队负责空中掩护，上述参战军舰共400艘，登陆舰500艘，作战飞机约2000架。整个战役由第5舰队司令斯普鲁恩斯统一指挥。

2月16日，海军开始对硫磺岛实施炮击，李梅的B-29轰炸机群也对东京实施了一次大规模的空袭。当天美国本土各大报刊都报道了这两则消息。《纽约时报》称“1200架飞机袭击东京，舰艇的大炮与飞机轰击硫磺岛”；《时代》周刊则指出“在日本近海集结了美国最强大的海上力量，开始以航母袭击日本本岛……这是太平洋战争以来最果断的作战行动”。

1945年2月19日，海军陆战队第4和第5师登上硫磺岛，随即陷入一场血战。仅在2月19日当天就伤亡2300余人，占当天登陆兵力的8%。在之后的两天，伤亡数字已经攀升到6300人。

国内媒体再次转变风向，甚至强烈要求“让陆战队喘口气，给日本人放毒气”，他们认为相比于使用火焰喷射器，毒气反倒“更仁慈”。尼米兹反对使用毒气，总统罗斯福也同样反对，但尼米兹在战后承认：“由于没有使用毒气，大量优秀的陆战队员付出了生命。”

1945年3月26日，历时36天的硫磺岛战役结束，日军阵亡22305人，被俘1083人。美军此役阵亡6821人，负伤21865人。双方的伤亡俘比例为1比1.23。海军陆战队第3师战斗部队伤亡达60%，第4和第5师甚至达到75%，整个第5两栖军几乎丧失了战斗力。

硫磺岛战役伤亡比例之高是太平洋战场上绝无仅有的。战后尼米兹对参战的三个海军陆战师给予了高度评价：在硫磺岛作战的美国军人，非凡的勇敢是他们共同的特点！

海军为陆军打的硫磺岛战役到底是否值得一直存在争议。3月14日，就在美日在硫磺岛上激战时，第一架美军B-29轰炸机在该岛机场紧急迫降。占领硫磺岛三周后，从岛上机场起飞的战斗机开始为B-29轰炸机提供护航。至战争结束前，累计有850架B-29轰炸机在硫磺岛紧急迫降。如果没有占领这里，那些飞机绝大部分会葬身海底。

3月初，尼米兹返回旧金山，当时硫磺岛正在激战。他留意到了《旧金山调查者报》发表的头版社论，其中暗示硫磺岛损失惨重，原因是领导无方。评论还明确说应该让具备赢得战争胜利才智的麦克阿瑟指挥，只有他不会像其他司令官那样损兵折将，丢弃装备。评论进而旧事重提，要求华盛顿统一太平洋地区的指挥权，由麦克阿瑟接管全部指挥。

尼米兹看到这篇报道后大为不满，正在旧金山休假的多名海军陆战队队员看到报道后也怒不可遏。一些人闯进《旧金山调查者报》的办公楼，要求总编辑当面道歉，可后者表示自己只不过是服从上级的指示而已。尼米兹这才恍然大悟，在麦克阿瑟的周围还聚集着一群阴谋家。

在华盛顿期间，尼米兹应邀去了白宫拜见罗斯福。此时国内媒体对硫磺岛战役一片指责声，诸如“刽子手”的谩骂让尼米兹内心充满了痛苦，他希望得到总统的支持和理解。罗斯福一如既往的对尼米兹表现出了亲切和热情，可尼米兹见到的是重病缠身、衰老不堪的罗斯福。在与尼米兹会谈时，罗斯福双手不停地颤抖，说话也很困难。尼米兹意识到这很可能是与总统最后一次会面。

会见结束后，尼米兹已经顾不得想那些烦心事，他需要将精力全部放在战事上，让罗斯福活着看到胜利的那一天，以报答他的知遇之恩。

尼米兹在3月份回国是为了敲定进攻冲绳岛的作战方案。由于第5两栖军在硫磺岛遭遇重大损失，已经可以确定无法投入冲绳作战。登陆冲绳岛的作战部队编为第10集团军，共8个师，其中3个是海军陆战队师（第1、第2和第6师），其余为陆军师，总兵力18万人。上述部队统一由陆军中将巴克纳指挥。

由陆军将领指挥登陆作战是尼米兹做出的妥协，他不喜欢巴克纳，此人正是1944年8月调查“史密斯事件”的牵头人，是太平洋战区陆军司令理查森的干将。

参战的海军部队除了斯普鲁恩斯指挥的第5舰队，还包括布鲁斯·弗雷泽指挥的英国太平洋舰队。上述舰队舰艇总数达到1200艘，其中航母34艘，由斯普鲁恩斯统一指挥。

日军守岛兵力约10万人。由于美军已经逼近本土，他们可以调集相当数量的作战飞机提供空中支援。

制定冲绳战役作战计划时，尼米兹最担心的就是美军在没有启用岛上机场前，日军的自杀飞机究竟会给停泊在海上的军舰造成多大损害。在冲绳以北，日本的九州有55个机场；在冲绳以南，日军在台澎有65个机场。因此日军在可以动用超过3000架飞机作战，其中最致命的就是“神风特攻队”发起的自杀攻击。

3月18日，第58特混舰队开始对日军机场进行大规模空袭，随即招致日军反击。“企业”号和“约克城”号航母被击伤，“富兰克林”号航母遭重创，累计伤亡800多人。

3月23日，第58特混舰队开始对冲绳实施轰炸，陆军第77步兵师趁机提前攻占了冲绳西南15海里的庆良间列岛，为海军提供了一个优良锚地。

4月1日，美军第10集团军开始在冲绳登陆。出乎意料的是登陆期间没有遭遇日军抵抗，当天首批登陆的海军陆战队第1和第6师，陆军第7和第96步兵师共6万余人上岛。

陆地上悄无声息，海上则陷入了苦战。自4月6～7日，日军出动700多架飞机，发动第一轮“菊水特攻”，其中一半飞机是自杀飞机。在两天的袭击中，第5舰队3艘驱逐舰和1艘登陆舰被击沉，2艘军火船被击中爆炸，1艘扫雷艇和12艘驱逐舰受重创。航母“汉科克”号和战列舰“马里兰”号也被自杀飞机击中，造成数百人死伤。

海军的噩梦还只是开始，日军在冲绳战役期间累计实施了10轮“菊水特攻”，累计出动飞机3742架次，其中1506架是自杀飞机。美军共击落日军飞机2258架，但自身损失也相当惨重，共有34艘舰船被击沉，368艘舰船被击伤。

海军每天都有舰船遭受损失，所以尼米兹迫切希望登陆部队能够迅速结束地面战斗，以便让自己的大部分战舰撤离危险区域。但是令他恼怒的是第10集团军司令巴克纳进展极为缓慢，登陆部队再次遭受重大损失。

4月16日，美国海军陆战队司令范德格里夫特上将带着两名参谋来到关岛，他请求尼米兹允许视察冲绳岛，亲自解决那里的指挥问题。尼米兹没有批准，他对自己昔日老部下解释道：“我也想去，但战斗在激烈进行，危险性极大，不能派任何高级官员前往。”

但是尼米兹在第二天改变了主意，他让范德格里夫特随同自己一起赴冲绳前线。4月18日，尼米兹、范德格里夫特和斯普鲁恩斯登上冲绳岛，与巴克纳举行会面。尼米兹强烈要求部队必须加快推进速度，以便尽早解脱支援舰队。巴克纳虽然是尼米兹的下属，但作为一名陆军将领，并不打算服从上司的指令，他说“这不过是一次地面作战”。言外之意是岛上作战是陆军的事情，海军最好不要插手。

愤怒的尼米兹冷冷地扫了巴克纳一眼，然后斩钉截铁地说：“这的确是一次地面作战，但我却每天损失一艘半军舰！他们受到自杀飞机的沉重打击，或被击沉，或失去战斗力。所以这条战线在5天内不能突破，我将调别的部队突破它。这样海军就可以从这些可怕的空袭中抽身了！”

虽然在巴克纳的面前说出了狠话，但尼米兹在随后的记者招待会上还是尽可能地避免出现军种间新的矛盾冲突。他当着记者的面赞扬了陆军的战术得当，当有记者询问为何不能在日军防线身后再次实施登陆时，尼米兹说那样风险更大，也可能招致更大的伤亡。

6月21日，美军宣布攻占冲绳。此役日军阵亡13万人，被俘1万人。美军登陆部队伤亡达到4万人，其中阵亡7000余人。令人意外的是，第10集团军司令巴克纳在战役尾声遭日军炮击身亡。他也是美军在太平洋战场上阵亡的最高级别将领。