Zu Beginn des Russischen Bürgerkriegs trat Nagajew in die neue weiße Freiwilligenarmee ein. Im Sommer 1918 nahm er am Ersten Kuban-Feldzug teil. Im Zweiten Kuban-Feldzug kommandierte er das separate Plastunkosaken-Bataillon, das direkt dem Oberbefehlshaber unterstellt war. Ende 1918 beteiligte er sich an der Aufstellung von Gardeeinheiten der Freiwilligenarmee. 1919 wurde er Stabschef der Gardedivision Nikolai Iwanowitsch Stackelbergs. Im Sommer 1919 wurde Nagajew vom Oberbefehlshaber Anton Iwanowitsch Denikin nach Sibirien geschickt, um der Koltschak-Armee zu helfen. Nach dem Ende dieser Armee begab er sich auf die von Pjotr Nikolajewitsch Wrangel beherrschte Krim. Nach der Evakuierung der letzten weißen Einheiten der Streitkräfte Südrusslands auf der Krim am 16. November 1920 wurde Nagajew noch 1922 in den Listen der Offiziere des Generalstabs des russischen Armeegenerals Wrangel aufgeführt.