Le , McNicoll est promu vice-amiral et succède à Hastings Harrington au poste de chef d'état-major de la marine. Cette promotion lui permet également d'assurer la fonction de directeur du . Son mandat de chef d'état-major est marqué par une période d'activité intense, du fait de l'engagement de l'Australie dans le Konfrontasi et la guerre du Viêt Nam. Il instaure une politique de modernisation en profondeur de la flotte australienne en mettant en service les destroyers de classe Perth, les patrouilleurs de classe Attack et les sous-marins de classe Oberon. Les Forces aériennes de la marine australienne sont également rééquipées d'avions américains à voilure fixe mais, en dépit de ces acquisitions, la flotte de la RAN demeure assez peu puissante, une faiblesse que McNicoll attribue à une mauvaise planification des autorités précédentes. Il critique notamment leur manque de prévoyance dans les prises de décisions stratégiques, ce qui conduit à des « incohérences et des estimations inadéquates » des besoins futurs de la marine. En plus des complications liées au mauvais état de la plupart des équipements de la RAN, McNicoll fait face à d'importants problèmes relatifs au moral et au recrutement. Une série d'incidents survenus au cours de la décennie précédente a en effet induit ce que l'historien naval Tom Frame qualifie de « déconsidération importante des normes professionnelles de la marine par le public ». Bien que déjà préoccupante, la situation s'aggrave après la collision entre le HMAS "Melbourne" et le "Voyager", en . Après cet accident, la RAN est soumise à deux commissions d'enquêtes dont les résultats dégradent encore l’opinion publique à l'égard du haut commandement de la Marine. Tous ces événements affectent le moral des marins de la Royal Australian Navy, qui néanmoins retrouvent une certaine confiance et de la considération pour eux-mêmes grâce à McNicoll.