Новая программа была намечена еще в 1937 году и предусматривала строительство флота, равного ВМС США и Великобритании, в течение 8—10 лет. Программа не только не имела должного оперативно-стратегического обоснования, но и не учитывала возможностей отечественной промышленности. Поэтому сразу же остро встали вопросы строительства кораблей, баз, разработки необходимой документации, обучения и воспитания личного состава. Нарком ВМФ активно вел работу по выполнению кораблестроительной программы, хотя было ясно, что реализовать ее полностью в намеченные сроки нереально. Следует сказать, что к моменту принятия новой программы в советской военной теории не рассматривался вопрос о применении тяжелых надводных артиллерийских кораблей как ядра сил ВМФ. В то время господствовала «теория малой войны на море». Вся программа больше опиралась на зарубежный опыт строительства ВМС.

Кузнецов считал, что надо строить корабли различных классов, но учитывать при этом особенности наших морских театров и вероятного противника. По его признанию, в то время он не имел четкого представления о советской военной доктрине, полагая, что она «в голове у Сталина».

С началом Второй мировой войны проблемы строительства флота обозначились еще острее. В 1940 году было принято решение форсировать строительство легких сил ВМФ – подводных лодок, малых надводных кораблей – эскадренных миноносцев, тральщиков, катеров, а крупные корабли не закладывать. Несмотря на трудности, объем военного кораблестроения возрастал. К началу 1941 года ВМФ насчитывал более 900 кораблей и обладал значительным боевым потенциалом.

В подготовке флота к выполнению своей задачи нарком отводил большую роль учебе непосредственно в море. Уже в мае 1939 года состоялись большие учения сил Черноморского флота, а в конце июля того же года Кузнецов руководил учениями сил Балтийского флота. В сентябре были приняты новые планы подготовки флота, соответствующие международной обстановке.

В ноябре 1939 года Кузнецов утвердил инструкцию о состоянии боевой готовности к отражению и проведению первых операций в случае нападения противника. Система предусматривала три степени готовности. Готовность № 3 – обычное состояние частей и кораблей, плановая учеба состава и сменное дежурство. Готовность № 2 предусматривала наличие на кораблях неснижаемого запаса топлива и боезапаса, увольнения сокращались до минимума, устанавливались круглосуточные дежурства, дозоры и патрулирование. Готовность № 1 объявлялась только при наличии действительной опасности нападения. При ней корабли развертывались в боевые порядки, штабы флотов переходили на постоянное дежурство, судам запрещалось входить на базы, а тыловые службы могли срочно отключить освещение в портовых городах и на базах для обеспечения маскировки. Начиная с 1939 года на всех флотах страны проводились регулярные тренировки по обучению личного состава кораблей действиям по различным степеням готовности.

В середине июля 1940 года нарком издал приказ о введении в действие «Наставления по боевой деятельности штабов соединений ВМФ», а в декабре того же года – «Временного наставления по ведению морских операций».

Флоты получили также наставления по организации боевой деятельности военно-воздушных сил, подводных лодок, надводных кораблей. Было разработано положение о тыле, в котором определялись его задачи и функции по обеспечению боевой деятельности кораблей. Приказом наркома вводились в действие новые уставы – «Корабельный устав ВМФ СССР» и «Дисциплинарный устав ВМФ СССР».

Нарком Кузнецов не раз обращал внимание на необходимость отработки стратегического взаимодействия между армией и флотом. Дело в том, что такое взаимодействие не было закреплено в документах высшего военно-политического руководства страны, оно было поставлено в зависимость от личного отношения между руководителями двух наркоматов. Кузнецов все-таки добился принятия директивы, определившей задачи флотов и общий порядок их взаимодействия с войсками Красной Армии.

Нарком стремится привлечь к флоту внимание общественности. Он предложил ежегодно праздновать День Военно-Морского Флота в последнее воскресенье июля.

Для улучшенной подготовки командного состава были приняты меры к совершенствованию работы в уже действовавших учебных заведениях, и в первую очередь в Военно-морской академии. В 1939 году был назначен новый ее начальник – Г.А.Степанов, и академия стала подчиняться непосредственно наркому. Командные военно-морские училища были преобразованы в высшие учебные заведения. В 1940 году по предложению наркома ВМФ правительство приняло решение об открытии семи морских спецшкол, а в начале 1941 года была создана школа боцманов.

До начала Великой Отечественной войны Николай Герасимович провел огромную работу по подготовке флота к отражению вражеского нападения. Под его непосредственным контролем были установлены противоминные защитные устройства на надводных кораблях и подводных лодках. Для решения конкретных вопросов взаимодействия на морях он сам выезжал на флоты, если этого требовала обстановка, или посылал туда своих заместителей. Он действовал не озираясь «на верхи» и беря всю ответственность на себя. Например, в начале 1941 года он приказал без всякого предупреждения открывать огонь по иностранным самолетам-разведчикам, если они появятся над базами флота, и в соответствии с его распоряжением 16—17 марта того же года над Либавой и Полярным были обстреляны иностранные самолеты.

Вскоре Кузнецов был вызван к Сталину и получил выговор за такие действия. Ему велено было отменить свой приказ. Приказ он отменил – с вождем спорить было опасно, но издал другой: огня по нарушителям не открывать, а высылать истребители для принуждения самолетов-нарушителей к посадке на наши аэродромы.

Летом 1941 года по его указанию были усилены корабельные дозоры и разведка, а с 19 июня все флоты перешли на оперативную готовность № 1 – базам и соединениям предлагалось рассредоточить силы и усилить наблюдение за водой и воздухом, запретить увольнение личного состава из частей и с кораблей. Корабли приняли необходимые запасы, привели в порядок материальную часть; было установлено круглосуточное дежурство. Весь личный состав оставался на кораблях.

21 июня 1941 года после получения в 23.00 из Генерального штаба предупреждения о возможном нападении на СССР фашистской Германии 22—23 июня нарком ВМФ телеграммой потребовал от флотов немедленно перейти на готовность № 1, а еще раньше такое же распоряжение было передано всем флотам по телефону. Все ВМС страны перешли к готовности № 1 за несколько часов до начала Великой Отечественной войны.

22 июня 1941 года флот встретил по боевой тревоге, в первый день войны не потерял ни одного корабля и приступил к выполнению заранее разработанных планов. Уже 25 июня корабли Черноморского флота нанесли удар по румынскому порту Констанце, где имелись большие запасы горючего для германских войск. При отходе с успешно проведенной операции корабль «Москва» подорвался на мине. Анализируя это в Главном морском штабе (ГМШ) и наркомате, было выявлено, что противником стали применяться электромагнитные мины, против которых на советских кораблях защиты не было. Для решения этой проблемы была создана специальная группа ученых-физиков, которая вскоре нашла средство защиты кораблей и подлодок от этих мин.

Организация взаимодействия ВМФ с сухопутными силами в целях разгрома противника стала одним из основных направлений в деятельности Наркомата и Главного морского штаба ВМФ. Если на море флот справлялся с атаками врага, то на сухопутном театре военных действий положение армии было очень тяжелым. Немцы подошли к Одессе и Таллину, угроза нависла над Ленинградом и Севастополем. Морские гарнизоны перешли в подчинение общевойсковым командирам, которые не всегда умели использовать возможности флота. Кузнецов доказывал, что оперативное переподчинение флота фронтам и армиям чревато тяжелыми последствиями, приводя в пример неудачи при обороне Либавы и проведении Керченско-Эльтигенской десантной операции. Адмиралу, который первоначально даже не был введен в состав Ставки ВГК, пришлось использовать все свое влияние, неоднократно обращаться лично к Сталину, чтобы решить данный вопрос. В дальнейшем в годы войны Кузнецов стал сначала представителем Ставки ВГК по использованию сил флота на фронтах и членом ГКО, затем с 1944 года главкомом ВМС, а в конце войны – членом Ставки ВГК. Он лично докладывал в Ставку о положении на фронтах, где действовали силы флота, вносил свои предложения и добивался принятия решения. Он непосредственно участвовал в разработке планов проведения операций, в том числе тех, замысел которых зарождался в Ставке ВГК.