У Нимица и его жены было четверо детей:
- Кэтрин Вэнс (Catherine Vance, 1914—2015).
- Честер Уильям Нимиц — младший (Chester W. Nimitz, Jr, 1915—2002), окончив Военно-морскую академию США в 1936 году, служил подводником до выхода на пенсию в 1957 году, достигнув (после отставки) звания контр-адмирала; занимал пост председателя компании PerkinElmer (англ.) с 1969 по 1980 год.
- Анна Элизабет («Нэнси») Нимиц (Anna Elizabeth ("Nancy") Nimitz, 1919—2003), была экспертом по советской экономике в корпорации RAND с 1952 года до выхода на пенсию в 1980-е годы.
- Мэри Нимиц (1931—2006) стала монахиней Мэри Аквинской (Sister Mary Aquinas (Nimitz)) Ордена проповедников (доминиканцев), преподавала биологию в течение 16 лет в Доминиканском калифорнийском университете (Dominican University of California), занимала должность научного декана на протяжении 11 лет, временно исполняла обязанности президента в течение одного года, и была вице-президентом по научным исследованиям в течение 13 лет, прежде чем стать координатором университета по готовности к чрезвычайным ситуациям. Она состояла в этой должности до своей смерти 27 февраля 2006 года, когда умерла от рака.