Wskutek strat pod Midway, 14 lipca 1942 rozwiązano 1. Flotę Lotniczą i przeniesiono Nagumo na stanowisko dowódcy 3. Floty. Zespół lotniskowców pod jego dowództwem brał jeszcze udział m.in. w bitwie koło Wysp Salomona 24 sierpnia 1942 (taktyczna porażka Japończyków) i koło wysp Santa Cruz 26 października 1942 (niewielkie zwycięstwo Japończyków). W listopadzie 1942, z uwagi na porażki japońskich lotniskowców (przede wszystkim pod Midway), odsunięto Nagumo od dowodzenia bojowego i przeniesiono na stanowisko dowódcy dystryktu bazy morskiej Sasebo w Japonii. W czerwcu 1943 przeniesiono go na stanowisko dowódcy dystryktu bazy Kure, a w październiku – 1. Floty.
4 marca 1944 Nagumo powrócił na stanowisko bojowe, obejmując dowództwo nowo sformowanych: Floty Obszaru Środkowego Pacyfiku i 14. Floty Lotniczej (były to niewielkie siły morskie). Dowodził formalnie obroną archipelagu Marianów, głównie Saipanu, gdzie ponownie stanął w obliczu walki z dowodzącym już wówczas atakującą Saipan Piątą Flotą adm. Raymondem SpruancemCraig Symonds: The Battle of Midway, s. 259. W obliczu sukcesów wojsk amerykańskich, które 15 czerwca 1944 wylądowały na Saipanie i zajmowały wyspę, w nocy 6 lipca 1944 Nagumo, chowając się w jaskini, strzałem z pistoletu odebrał sobie życieGrapefruit - Chūichi Nagumo [dostęp 2011-08-11].