1901年，年僅16歲的切斯特·尼米茲踏進海軍軍官學校校門時，他沒有意識到自己趕上了難得的好機遇，登上了美國海軍飛速行駛的戰船，因為曾被忽視達20多年之久的美國海軍正處在一個燦爛的複興時期，從此以後，他將把自己的事業和榮譽與海軍緊密地聯係在一起。
美國海軍軍官學校建於1845年。這個學校在19世紀末以前一直處於死氣沉沉的狀態。切斯特·尼米茲進入海軍軍官學校開始了他海軍學員生涯的時候，正是美國海軍學校處於空前發展的時期。和尼米茲同時入學的學員總共有131名，都在一個班，這是該校1845年創建以來人數最多的一個班。國會決定，海軍學校增加學員，一是為了彌補在美西戰爭中暴露出來的海軍軍官的不足；二是為西奧多·羅斯福擴充海軍培訓軍官。同時還決定，全麵更新海軍軍官學校的教學設施，準備以花崗石和灰磚建造一座富麗堂皇的法國複興式教學大樓，還要建一幢世界上最大的宮殿式學員宿舍——班克羅夫特大樓，以取代內戰前建造的日漸破損的磚樓。
當時，豪華學員宿舍剛剛開始動工，學校一下子招了這麼多新學員，宿舍不夠使用。尼米茲和班上的一些同學不得不擠在臨時性的木屋裏，條件十分艱苦。但這對來自艱苦山鄉的尼米茲，根本算不上什麼困難，所以他比一些來自城市的同學能更快地適應這種環境，他的勤奮好學在班裏是出了名的。為了補上中學尚未完成的課程，尼米茲保持了他的老習慣：每天早晨4點半起床，一直學習到吹起床號。同屋的艾伯特·丘奇來自愛達華州，和尼米茲一樣學習刻苦，兩個人的成績在班上一直名列前茅。
尼米茲與丘奇互敬互愛，相處得十分融洽，經常一起談論他們成長的不同環境，回家時做了些什麼。丘奇談到他所喜歡的狩獵，尼米茲則說了許多爺爺帶他去釣魚的事。這位愛達華的年輕人說：“我們家不怎麼釣魚，我們覺得買魚比抓魚要容易得多。”尼米茲大笑說：“我們買不起魚，即使我們家買得起，我無論如何也得去釣魚，對我來說釣魚是一件很有趣的事。”
由於尼米茲和同屋的丘奇學習成績優異，班上一些學員出於嫉妒心理，要求教員把他倆分開，讓他們與學習差的學員同住。對此尼米茲並不樂意，但他還是接受了這一安排。漸漸地，他不再認為這是一種刁難行為，而去盡心盡力地幫助落後學員，使他們通過了及格線。
海軍學校的管理有其特有的軍營式的嚴厲，有時甚至不近人情。雖然學校規定不允許體罰，但是高年級的學生可以任意支使新學員，給他們起外號，還要求他們進行近於體罰的長跑。高年級學生聲稱，對新生的體罰是為了淘汰那些在極大壓力下缺乏自製力的人。高年級學生常常用粗魯的言語或者想一些鬼點子，戲弄和欺負老實人。他們告訴一年級新生說“這是我們區分成人和孩子的做法。”但這些都沒有使這個從得克薩斯來的16歲孩子感到為難，也許這是因為尼米茲的爺爺已經給他打下了基礎。切斯特·尼米茲被同學取名叫“納丘”或“納蒂”，他對這一切泰然處之，非常聽話地服從高年級學員的指揮，這反而使高年級學員自感沒趣了。
海軍學校的教學方法注重啟迪學員的主動精神，教員幾乎每天都要用沒有講過的指定教材來考學員。當班長向教員報告到課人數後，教員很可能就說：“先生們，拿出習題紙，看黑板。”習題紙上的習題大都是從指定教材中選出來的，要學員解答或在黑板上說明。之後，教員在教室裏走來走去，給學員糾正錯誤、評分和講評。
海軍學校的啟發式教學法很對尼米茲的口味，而班上的同學不全是這麼幸運，有些習慣於灌輸式教學法的學生，常常抱怨教員沒講什麼東西。
來自弗吉尼亞州的學員喬治·V·斯圖爾特對尼米茲說：“納蒂，隻要他們給我多做些講解，我可能會考得更好些。”擁護學校強製學員自學的尼米茲說：“他們當然不這麼做，我們是到這兒來為自己學習，為自己奮鬥的。”
尼米茲在學習上富有主動精神，自學能力很強，在準備海軍軍官學校的入學考試時，曾經專心致誌地學習了好幾個月。現在他已經不需要別人講解，就能夠自學教科書了，他幾乎是在按自己的計劃領會教學內容。有一次，他被叫到黑板上演算習題，他沒有按書本的方法去做，而是按自己設想的方式求出了正確答案，老師感到十分驚奇。
尼米茲不僅學業優秀，還能抽出時間大量閱讀課外讀物，豐富自己的知識。但是，他很快意識到，有些最有價值的經驗不是從書本中能學到的，這使他更注重發揮主觀能動性，為明確的奮鬥目標而學習，有針對性地刪繁就簡，領會實質。
尼米茲曾被選入學校劃船隊，當上了指揮全船劃槳速度的主要劃槳手，但表現並不出色。他參加各種運動都是為了娛樂，特別是網球。他一向重視體育鍛煉，在不參加競技性運動比賽的情況下，堅持散步、跑步或遊泳等。
尼米茲在海軍軍官學校的第一個夏天的航海生活，是乘“切薩皮克”號順切薩皮克灣而下，穿過弗吉尼亞角進入大西洋，然後同學員水手組一起回到緬因州的哈伯灣，受到來這裏避暑的富裕主人的款待。尼米茲開始接觸到他離開得克薩斯州所要探索的偉大世界的成就和奧秘。