陵（みささぎ）は、宮内庁により鹿児島県薩摩川内市宮内町にある可愛山陵(えのやまのみささぎ）に治定されている。延喜式諸陵寮の項では日向国にあると書かれ、また田邑陵（文徳天皇陵）の近くに東西1町、南北1町の地を画して神代三陵を祭るための兆域とするとある。古代の日向国は現在の宮崎県（狭義の日向国）と鹿児島県（薩摩国、大隅国）を含む広域に渡っていたので、埋葬伝承地は南九州各地にあった。明治政府は、明治7年に鹿児島県薩摩川内市の新田神社が可愛山陵であると治定した。他の日向三代の神陵も鹿児島県内に治定している。その後、宮内省の調査により明治29年、宮崎県東臼杵郡北川町の可愛岳（えのだけ）山麓の古墳を「可愛山陵伝承地｣、宮崎県西都市西都原古墳群にある男狭穂塚を「可愛山陵参考地」と定めた。
移転初年の2005年は81勝81敗（勝率5割）の成績ながら、地区最下位だった。この年の観客動員数は、エクスポズ時代には届かなかった250万人を超える269万2123人を記録。200万人を超えたのも1983年以来22年ぶりだった。2008年には新本拠地ナショナルズ・パークが開場したが、成績は振るわず、32年ぶりにシーズン100敗以上（59勝102敗）を喫して地区最下位。続く2009年も、59勝103敗の成績で地区最下位に沈んだ。 2009年3月、中南米の若手選手との契約金を横領した容疑と年齢詐称に関わったとして、GM特別補佐のホセ・リホが解任、GMのジム・ボウデンが辞任した。2009年のドラフトでは、1巡目（全体1位）でスティーブン・ストラスバーグを指名し、ドラフト史上最高の総額1510万ドルで契約を結んだほか、14巡目で駒澤大学附属苫小牧高等学校出身の鷲谷修也を指名し契約したが、鷲谷は2010年6月に傘下のマイナー（ルーキークラス）、ガルフ・コースト・ナショナルズを成績不振で解雇された。2012年9月20日、ワシントンを本拠地とするチームとしては1933年のセネターズ（現:ミネソタ・ツインズ）以来79年ぶりとなるポストシーズン出場を決め、10月1日には、地区2位のブレーブスがパイレーツに敗れたため、エクスポズ時代の1981年以来31年ぶり2度目、ナショナルズとなってからは初となる地区優勝が決まった。ディビジョンシリーズでは、前年のワールドシリーズを制したセントルイス・カージナルスと対戦。2勝2敗で迎えた最終戦では、序盤から6点差をつけ、最終回も7対5でリード。勝利まであとストライク1つの場面まで漕ぎつけながら、抑え投手ドリュー・ストーレンの乱調で4失点。7対9で逆転負けを喫して、リーグチャンピオンシップシリーズ進出を逃した。2014年もリーグ最高勝率で地区優勝したものの、ディビジョンシリーズでワイルドカードゲームの勝者サンフランシスコ・ジャイアンツに1勝3敗で敗退した。2015年、FAとなっていたマックス・シャーザーを獲得し、ジョーダン・ジマーマン、スティーブン・ストラスバーグ、ジオ・ゴンザレス、ダグ・フィスターと合わせてMLB屈指の先発ローテーションを形成し、多くの専門家から地区優勝の筆頭候補に挙げられていた。しかし、シャーザー以外は期待どおりの成績を残せず、野手もMVPを獲得したブライス・ハーパーと新加入のユネル・エスコバー以外は軒並み成績が下降したことが原因で、83勝79敗の地区2位でポストシーズン進出も逃し、前年に最優秀監督賞を受賞したマット・ウィリアムズを筆頭にコーチ陣が解任された。2016年、ナ・リーグ最優秀監督賞3度の実績を持つダスティ・ベイカーを新監督に迎え、シャーザーが最多勝、最多奪三振の2冠を獲得し、2年ぶりの地区優勝。しかし、西地区を制したロサンゼルス・ドジャースとのディビジョンシリーズでは、2勝1敗と先にチャンピオンシップシリーズ進出に王手をかけながら連敗し、2勝3敗で敗退。またしてもリーグチャンピオンシップシリーズ進出を果たすことはできなかった。2017年も全地区一番乗りで東部地区優勝を果たしたものの、ディビジョンシリーズで前年ワールドチャンピオンのシカゴ・カブスに2勝3敗で敗退となり、10月20日にはベイカー監督の解任が発表された。10月29日に名将ジョー・マドンの右腕であるデーブ・マルティネスの監督就任が球団公式サイトで発表された。2018年、開幕前予想では地区優勝は盤石で、ワールドシリーズ制覇の有力候補にも挙げられていた。しかし開幕後は勢いに乗れず、前半戦を勝率.506の地区3位で折り返した。7月17日には球団初主催となるオールスターゲームが本拠地ナショナルズパークで開催された。後半戦も調子は上がらず、82勝80敗・勝率.506の地区2位でシーズンを終え、3年ぶりにポストシーズン進出を逃した。オフには主砲ブライス・ハーパーがフリーエージェントにより流出した。2019年は出だしでつまずき、5月23日時点で19勝31敗、勝率.380の地区4位に沈んでいた。それでもナ・リーグで50年ぶりとなる同一チーム3人の200奪三振を達成したマックス・シャーザーとスティーブン・ストラスバーグ、パトリック・コービンの3本柱を筆頭とする先発陣の奮闘もあり、最終的に93勝69敗、勝敗.574で地区2位に付けてワイルドカードを獲得。ワイルドカードゲームではミルウォーキー・ブルワーズに8回裏2点ビハインドから逆転勝利し、ワシントンD.C.へ移転後初めてポストシーズンで次のシリーズに勝ち上がった。ディビジョンシリーズはエクスポズ時代の38年前にリーグチャンピオンシップシリーズで負けたロサンゼルス・ドジャースとの対戦となった。このシリーズでは先にドジャースに王手されたものの、第4戦ではエースのシャーザーが力投を見せ、最終戦ではストラスバーグが粘りのピッチングを披露。延長10回のハウィー・ケンドリックによる満塁本塁打が決定打となり勝利し、球団史上2度目となるリーグチャンピオンシップシリーズへ進出した。リーグチャンピオンシップシリーズでは初戦の先発投手アニバル・サンチェスが7回2/3までノーヒットピッチング。二戦目のシャーザーは7回11奪三振無失点。三戦目のストラスバーグは7回12奪三振無失点。四戦目のコービンは4失点したものの、5回12奪三振と力投を見せた。圧倒的な投手力を見せつけ、セントルイス・カーディナルスを4連勝で下し、初のナ・リーグ制覇、そして初のワールドシリーズへ進出した。このシリーズのMVPはケンドリックが獲得した。