Regresó en 1851 y asistió al «Royal Naval College», en Greenwich, donde se graduó como teniente en 1852.
Se casó en 1858 con Mary Grant, nacida en Southsea en 1837, y con ella tuvo nueve hijos.
Más adelante se le dio el mando de la Expedición Challenger (1872-76), pero, debido a su experiencia previa en el Ártico, fue liberado de esa tarea para hacerse cargo en 1875 de otro viaje al Ártico, la Expedición Ártica Británica en busca del Polo Norte, con los buques HMS Alert y HMS Discovery (capitaneado por Henry Stephenson).
Hasta ese momento, era una teoría popular que esa ruta conducía a un supuesto mar polar abierto, una región libre de hielo que rodearía el polo, pero Nares sólo encontró allí un páramo de hielo, la banquisa.
Una travesía con trineos encabezada por Albert Markham Hastings estableció un nuevo récord de acercamiento al polo, 83°20'26 N,[3] pero la expedición, en general, fue casi un desastre.
Nares escribió un relato de la expedición «Narrative of a Voyage to the Polar Sea during 1875-6 H.M.