海軍武器專家帶來了在新墨西哥州阿拉莫戈多爆炸的第一顆原子彈的資料影片。尼米茲認為使用原子彈違背人道主義精神和道德準則，這不是一種合法的戰爭手段。但他又同意日本問題專家萊頓的看法，日本人的武士道精神是難以通過常規手段摧毀的。作為美軍統帥，尼米茲還必須考慮另一個實際的問題，即他不想犧牲更多的美國人。
7月26日，美、英、中政府發布“波茨坦公告”，公告指出：日軍必須無條件投降；除本國四島外，日本應從其占領的一切領土上撤出，否則，隻有“自取滅亡”。
這時，美軍“印第安納波利斯”號巡洋艦已將次臨界鈾235和兩枚原子彈的組成部件運到了位於馬裏亞納群島中的提尼安小島上。
日本政府對“波茨坦公告”所列條文未作出任何反應。
8月6日清晨，一架B－29型轟炸機裝載著第一顆原子彈從提尼安島起飛。8點15分整，死亡之神在廣島上空降落，不到15分鍾，白色煙雲便將全城卷入一片恐怖的火光之中。瞬間，城中7萬多無辜居民或亡或殘。9點20分，美空軍從1500海裏外的日本上空向提尼安島傳來清晰明確的消息：“任務順利完成！”負責“原子彈計劃”的法雷爾將軍迅速將此情向尼米茲報告，並由具體負責該計劃的另一將軍格裏夫斯轉報正從波茨坦會議返國的杜魯門總統。
同盟國又向日本發出了波茨坦會議議定的最後通牒。最後通牒重申波茨坦會議精神，要求日本放棄一切領地屬權，並由盟軍占領日本本土，直至建立一個和平、負責的日本政府為止。
全世界都在拭目以待。尼米茲對日本政府愚頑不化的態度頗為吃驚。此刻日本人也很清楚，他們已絕無獲勝的可能了，他們理應作出明智的反應。
然而，日本政府繼續保持沉默。
8月8日，蘇聯向日本宣戰，並出兵中國東北。
8月9日淩晨，又一架攜帶原子彈的飛機從提尼安島起飛。11點零1分，原子彈炸毀了九州的長崎市。
這大概是臨近戰爭結束的最後一聲巨響了。戰火硝煙即將散去，和平的扞衛者和奮鬥者們將開始贏得他們應有的榮譽。8月10日，英國王室決定授予尼米茲將軍“巴斯騎士大十字勳章”，授勳儀式在英國海軍上將布魯斯·弗雷澤將軍的旗艦“約克公爵”號戰列艦上舉行。一條紫色綬帶從尼米茲肩上披掛到胸前。
11日清晨，尼米茲收到金將軍的一份電報，宣告了日本已停止抵抗的消息。
對尼米茲而言，這個消息實現了他對嶄新明天的向往。這也是許許多多作出了崇高犧牲的勇士們的願望。
在尼米茲看來，勝利早已是預料之中的事情，這一天，不過是如期來臨而已，就好像是再一次證明了尼米茲的堅定信念和準確判斷一樣。
尼米茲起身下令實施新的戰術手段。他向空中巡邏的飛行員發出信號：“查明並擊落一切偷襲者——盡可能不要采取報複手段。”
當歡慶勝利的聲音激蕩在美利堅上空時，杜魯門總統在電台宣布，他已委托麥克阿瑟將軍作為盟軍最高司令，由他負責安排和主持日本投降儀式，並簽署和平文件。
尼米茲頓感憤懣，他認為這是對海軍將士的極大不公。在太平洋的曆次戰鬥中都是海軍身負重任，出生入死，而到了勝利時刻，卻讓一位陸軍將領擔當主角，摘取果實。這種任命說明全世界的目光將再次集中於麥克阿瑟身上，似乎主要是由他的部隊把日本打敗了。
尼米茲將此種情況報告金上將，並表達了自己的強烈不滿。金立即向總統提出，如果由一名陸軍將領主持和平協議，那麼，儀式應在一艘海軍艦隻上而不是在陸上舉行。海軍部長福雷斯特爾還從國務卿處贏得一項協議：如果麥克阿瑟代表盟軍在投降書上簽字，尼米茲將代表美國簽字。
29日，尼米茲也乘水上飛機抵達東京灣，把將旗升在“南達科他”號上。
1945年9月2日8點，尼米茲一行乘專艇趕到簽字地點，艦上哨聲大作，擴音器響起了“海軍上將進行曲”。
又過了一段時間，麥克阿瑟與參謀人員也抵達了。麥克阿瑟和尼米茲相互握手，共同慶祝這一難忘的時刻。
軍中牧師祈禱後，樂隊高奏美國國歌。麥克阿瑟和尼米茲一起走上露天甲板。哈爾西緊隨其後。麥克阿瑟站在桌後發表了令人難忘的和平講話，然後他請日本帝國政府的代表走向前來簽字。
麥克阿瑟代表盟軍在日本受降書上簽字時，請美陸軍的喬納森·溫賴特將軍和英國陸軍中校亞瑟·珀西瓦爾站在他的身後，這二人都曾是戰俘，剛從滿洲日本戰俘營乘飛機趕來。
切斯特·尼米茲海軍五星上將接著走上前來，代表美利堅合眾國簽字。麥克阿瑟五星上將和哈爾西上將、謝爾曼少將站在他的身後。
幾天以後，尼米茲登上一架飛機飛返珍珠港，然後去舊金山。這是他百感交集的時刻，他疲勞而興奮，憂傷而充實，愁悶而愉快。他的心中充滿了那種即將凱旋歸國的遊子之情。