В этот период силы флота несли боевую службу в море и местах рассредоточения. Николай Герасимович напряженно трудился, неустанно изучал, совершенствуя искусство боевого использования надводных кораблей, подводных лодок, авиации, средств береговой обороны. Особое внимание при этом он обращал на организацию и развитие совместных операций армии и флота, взаимодействия родов сил флота с сухопутными войсками и авиацией. Сразу же по вступлении в должность командующего флотом им было установлено тесное взаимодействие сил флота с войсками 1-й Отдельной армии. Наш молодой Тихоокеанский флот стал подлинной школой подготовки военных моряков, в совершенстве владеющих сложными видами оружия, способных наиболее эффективно использовать боевую технику в соответствии с требованиями непрерывно развивающихся военно-морской теории и оперативного искусства.
В процессе напряженной учебы и боевой службы на флоте командующий уделял внимание подготовке командиров соединений, частей и кораблей, а также подготовке младших командиров, способных учить подчиненных и обслуживать боевую технику.
Много Кузнецов занимался и строительством в гарнизонах жилья для личного состава и семей, всевозможных складов, мастерских.
Выполнение планов строительства Военно-Морского Флота позволило пополнить флоты, флотилии новыми кораблями всех классов. Быстрый рост всех наших флотов и флотилий, интенсивное пополнение их корабельным составом, боевой техникой и квалифицированными кадрами повысили значимость ВМФ в системе обороны страны.
В 1939 г. Н.Г. Кузнецов был назначен Первым заместителем народного комиссара Военно-Морского Флота, а 27 апреля того же года, в условиях напряженной международной обстановки — народным комиссаром ВМФ. Было ему тогда всего около 35 лет.
Во флоте были довольны, что возглавил его наконец-то профессиональный моряк, который обладал всеми необходимыми для этого качествами: образованностью и кругозором, организаторскими способностями, государственным мышлением и умением видеть новое. Имел он и необходимый авторитет и опыт.
Учитывая сложную международную обстановку, Кузнецов считал первостепенной задачей готовить флоты прежде всего для отпора надвигающейся фашистской агрессии.
Боевым экзаменом для Н.Г. Кузнецова стала война с белофиннами в 1939–1940 гг., когда Краснознаменный Балтийский флот оказывал содействие сухопутным войскам.
Начавшаяся вскоре вторая мировая война вынудила Комитет обороны при СНК СССР в течение 1939–1940 гг., по просьбе народного комиссара ВМФ, несколько раз рассматривать вопросы укрепления обороны морских рубежей и принимать меры к усилению флотов.
Учитывая нарастание угрозы нападения на нашу страну, СНК СССР 19 октября 1940 г. пересмотрел программу кораблестроения и принял решение форсировать строительство легких сил Военно-Морского Флота. Это было важное решение, однако на его реализацию времени оказалось уже очень мало.
В период нарастания угрозы нападения фашистской Германии на СССР народный комиссар ВМФ настойчиво требовал от командующих флотами принять меры, чтобы флот не оказался застигнутым врасплох, учить личный состав тому, что потребуется на войне, повышать боевую готовность флотов, осуществлять правильную расстановку кадров, качественную отработку задач боевой подготовки.
Сила Николая Герасимовича была в умении разбираться в людях, выделяя среди них знающих, работоспособных, смелых, инициативных. Он оказывал командирам высокое доверие, и люди отвечали ему тем же. Строго спрашивал за ошибки, за нерадивость, соблюдая такт. Но при этом не терпел фальши, подпевал и подхалимов.
В мае 1941 г. по указанию народного комиссара ВМФ на флотах увеличили состав боевого ядра, усилили корабельные дозоры и разведку. 19 июня 1941 г. по приказу народного комиссара все флоты перешли на оперативную готовность № 2.
Учитывая нарастающую угрозу со стороны фашистской Германии, Н.Г. Кузнецов, не ожидая приказа сверху, самостоятельно приказал в ночь на 22 июня 1941 г. корабли и части ВМФ привести в полную боевую готовность к немедленному отражению возможного нападения.
Именно поэтому начало Великой Отечественной войны флоты встретили организованно. Первые внезапные удары самолетов противника были успешно отражены.
23 июня 1941 г. был образован высший орган стратегического руководства военными действиями Советских Вооруженных Сил — Ставка Верховного Главнокомандования. Как народный комиссар ВМФ Н.Г. Кузнецов вошел в ее состав.
Оперативно-стратегическое применение Военно-Морского Флота и характер его задач в годы Великой Отечественной войны определялись континентальным характером войны, конкретными условиями складывавшейся обстановки и общими задачами Советских Вооруженных Сил, возникавшими на том или ином этапе войны.
В ходе войны народный комиссар ВМФ Н.Г. Кузнецов в соответствии с поставленными Ставкой Верховного Главнокомандования задачами перед Военно-Морскими Силами уверенно, активно руководил боевыми действиями флотов и флотилий на морях и реках, а также умело осуществлял взаимодействие силами флотов с сухопутными войсками, направляя их усилия на обеспечение приморских флангов Советской Армии, активное нарушение морских сообщений противника и защиту своих внешних и внутренних коммуникаций во взаимодействии с силами флотов союзнических государств (США и Англии).
Из девяти крупнейших стратегических наступательных операций Советских Вооруженных Сил в войне в шести принимали участие флоты и флотилии ВМФ. За годы войны советские флоты потопили свыше 1200 боевых кораблей и вспомогательных судов, 4300 транспортов водоизмещением свыше 3 млн. т, высадили свыше 110 оперативных и тактических десантов, в которых участвовали в общей сложности более 250 тыс. человек и до 2000 боевых кораблей и катеров, обеспечили перевозку морскими и речными путями более 117 млн. т грузов, перевезли 12 млн. человек. Северный флот совместно с союзниками по антигитлеровской коалиции обеспечил охрану 77 союзных конвоев в составе 1464 океанских транспортов.
В ходе войны народный комиссар ВМФ неоднократно проявлял творческую инициативу в использовании флотов и флотилий, докладывая свои предложения Ставке Верховного Главнокомандования.
Так в августе 1941 г. Н.Г. Кузнецов предложил Сталину нанести бомбовые удары по Берлину флотской авиацией с острова Эзель. Сталин дал согласие. Эти бомбежки по Берлину в августе 1941 г. имели большое политическое и военное значение, в том числе и для советского народа. Кузнецов участвовал в разработке этой операции и лично нес ответственность перед Ставкой за ее выполнение.