Jabarkan 2000-an dari USS Nimitz

Pada 21 September 2001, Nimitz mulai transit di sekitar Amerika Selatan ke pangkalan barunya, NAS North Island di San Diego, California pada 13 November 2001.

Pengerahan kesebelas Nimitz dimulai pada 3 Maret 2003. Bersama USS Abraham Lincoln di Teluk Persia pada pertengahan April 2003, merka meluncurkan serangan dari Carrier Air Wing 11 di atas Irak untuk mendukung Operasi Pembebasan Irak (OIF) dan Afganistan untuk mendukung Operasi Enduring Freedom (OEF). Nimitz kembali ke San Diego pada 5 November 2003.

Pada November 2004, Nimitz dihubungi oleh USS Princeton yang melaporkan penampakan benda terbang tak dikenal. Princeton kemudian menghubungi dua pesawat tempur F/A-18F dari Nimitz yang instrumen kokpitnya berhasil merekam data dan citra didapatkan oleh beberapa pilot yang menafsirkan objek tersebut berakselerasi dan bermanuver dengan kecepatan luar biasa.

Nimitz dikerahkan ke Teluk Persia pada 7 Mei 2005, kembali pada 8 November 2005.

Pada tanggal 2 April 2007, Nimitz dikerahkan ke Laut Arab bersama USS Dwight D. Eisenhower untuk mendukung OIF. Setelah itu berlabuh di Chennai, India pada tanggal 2 Juli 2007 sebagai bagian dari upaya memperluas kerjasama pertahanan antara India dan Amerika Serikat. Pelaut dari Nimitz berpartisipasi dalam kerja komunitas di Chennai sebelum berangkat pada 5 Juli 2007 menuju Teluk Persia, dan kemudian kembali pada 30 September 2007.

Pada 24 Januari 2008, Nimitz dikerahkan ke Pasifik. Pada tanggal 9 Februari 2008, dua pesawat pengebom Tupolev Tu-95 milik Rusia terbang di atas kapal induk di Pasifik Barat. Empat F/A-18C Hornet diluncurkan saat pesawat pengebom berjarak 500 mil (800 km) dari kapal AS, dan mencegat pesawat pengebom 50 mil (80 km) dari selatan Nimitz. Lagi-lagi, pada tanggal 5 Maret 2008, pesawat pengebom Rusia datang dalam jarak 3 sampai 5 mil laut (6 sampai 9 km) dan terbang 2.000 kaki (610 m) di atas Nimitz. Dua pesawat tempur F/A-18 mencegat pesawat Rusia itu dan mengawalnya keluar dari area tersebut.

Nimitz dikerahkan ke Pasifik Barat pada 31 Juli 2009, dan mulai menerbangkan misi tempur untuk mendukung Operasi Enduring Freedom 21 September.