大学教官。1924年12月晋升海军中佐，任海战要务令改正委员会委员。1925年到1926年，南云奉派至欧洲与美国考察各国海军战术与装备。回国后历任砲舰嵯峨号与宇治号舰长，1927年到1929年则出任海军大学教官。1929年11月晋升海军大佐，任轻巡洋舰“那珂”舰长，1930年12月1日任第11驱逐舰队司令。此时南云以舰队派（主张对美、英强硬立场，反对裁军条约）而闻名。1931年10月10日任军令部第一班第二课课长，在军令部为扩大权力提出《军令部令及省部互渉规定改正》案时，他与海军省军务局第一课课长井上成