Навсегда останется в истории Великой Отечественной войны готовность ВМФ к боевым действиям 22 июня 1941 года. Еще в 2 часа 40 минут он перевел флоты в высшую степень боеготовность, следствием чего в первый день войны ВМФ не потерял ни одного корабля. Умение мыслить нестандартно привело Кузнецова к идее совершить силами ВВС Балтийского флота ряд авиационных ударов по Берлину, что имело огромный пропагандистский эффект.
Со временем Кузнецов сумел вывести ВМФ из-под тесной опеки Генерального штаба, наладить с ним деловое и тесное взаимодействие, привлечь к участию в планировании стратегических операций на приморских направлениях специалистов Главного Морского штаба. Для организации и координации действий флотов с фронтами Кузнецов регулярно выезжал в районы предстоящих боев накануне операций.
Учитывая континентальный характер войны, особое внимание Кузнецов обращал на поддержку сухопутных войск кораблями, авиацией, береговой артиллерией и морской пехотой, особенно на приморских направлениях. Особо следует сказать о формировании Кузнецовым в 1941 году 25 морских стрелковых бригад, сыгравших огромную роль в обороне Москвы.
Кузнецов внес неоценимый вклад в теорию и практику военно-морского искусства, нашедшую практическое применение в стратегических наступательных операциях 1944–1945 годов. Всего же за годы Великой Отечественной войны флоты, озерные и речные флотилии под общим руководством наркома провели 27 стратегических оборонительных и наступательных операций.
Огромное внимание на протяжении войны Кузнецов уделял обобщению боевого опыта. В самом начале войны по его приказанию в составе Главного Морского штаба был создан исторический отдел, занимавшийся обобщением боевого опыта и доведением его до всех командных инстанций. При этом главное внимание уделялось выяснению причин, способствовавших или мешавших боевому успеху, а также пропаганде оправдавших себя новых приемов действий. Под руководством Кузнецова разрабатывались отвечающие духу времени руководства и наставления, такие как «Наставление по боевой деятельности ПЛ» (1942), «Наставление по боевой деятельности катеров-истребителей ПЛ» (1943), «Наставление по совместным действиям сухопутных войск с ВМФ и военными речными флотилиями» (1943) и т. д., явившееся важным вкладом в развитие военно-морского искусства.
Активно занимался Кузнецов выдвижением молодых талантливых руководителей ВМФ, создав, по существу, новую флотоводческую школу. Следует отметить, что, решая стратегические вопросы, он всегда думал о людях. Поэтому ветераны ВМФ с благодарностью вспоминают его человеческое отношение к подчиненным всех степеней. Для тех страшных лет это значило очень много…
В июле — августе 1945 года в Потсдаме состоялась послевоенная конференция глав государств, победивших во Второй мировой войне. Еще до конференции стало ясно, что одним из сложных вопросов станет раздел трофейного немецкого военного и гражданского флотов, на который сразу же положили глаз союзники. Было очевидно, что за него предстоит нелегкая борьба.
Кузнецов последовательно добивался того, чтобы специалисты ВМФ СССР получили доступ к материалам о сдаче германского военного и торгового флотов и возможность ознакомиться с их фактическим состоянием. Оба этих вопроса по предложению Сталина были включены в повестку дня предстоящей конференции в Потсдаме. Во время подготовки к ней Сталин поставил Кузнецову задачу:
— Подумайте и над тем, как мы сможем использовать трофейный немецкий флот.
Вскоре Главный Морской штаб предварительно уточнил количество и местонахождение уцелевших немецких кораблей и судов. Эти данные Кузнецов взял с собой в Потсдам.
Так как вопрос раздела немецкого флота был достаточно серьезным, в Потсдам помимо наркома вылетела большая группа адмиралов и офицеров ВМФ с начальником Главного Морского штаба Кучеровым.
Утром 19 июля в Потсдаме состоялось заседание министров иностранных дел. В. М. Молотов от имени советской делегации внес предложения о разделе германского флота. Они сводились к следующему: передать Советскому Союзу треть немецких кораблей, включая те, которые находились на день капитуляции в постройке и в ремонте; треть вооружения, боезапаса и предметов снабжения; треть германского торгового флота; закончить передачу к 1 ноября 1945 года, а для приема и передачи кораблей создать техническую комиссию из представителей трех держав.