日本が戦争に敗れた後、東京都小笠原支庁に属していた島々――広義の小笠原諸島、すなわち小笠原諸島（小笠原群島・西之島・火山列島）および南鳥島・中ノ鳥島・沖ノ鳥島――は、1946（昭和21）年1月29日の連合国最高司令官総司令部 (GHQ/SCAP) の覚書（SCAPIN-677「若干の外廓地域を政治上・行政上日本から分離すること」）により、日本の施政権から切り離され、 GHQ/SCAP の直接統治下に置かれることとなった。1952（昭和27）年4月28日に対日平和条約（サンフランシスコ講和条約）が発効し、日本が独立した後も、この島々は引き続きアメリカの占領下に置かれた。なお、東京都小笠原支庁はこのときいったん廃止されている。
なお、1955（昭和30）年、日本は米軍より南方定点観測のために沖ノ鳥島観測所の復活建設を勧告されたが、これは費用の関係で実現しなかったという（『沖ノ鳥島災害復旧工事誌』、須田皖次「沖の鳥島夢物語」）。かといって、アメリカが独自にこの珊瑚礁をどうこうした、ということも特になかったようである。費用の点もさることながら、敗戦により（少なくともタテマエ上は）軍備を放棄し、しかも南洋群島を失った（1947年より国際連合信託統治領としてアメリカが統治）日本にとって、たとえ気象観測に極めて役に立つとはいっても、戦前の計画をそのまま続けるメリットは実のところほとんどなくなってしまった、と考えるべきではないだろうか。須田は、その回想録を
台風監視の立場からいうと南方定点観測の外に、更にこの観測所が出来たらそれこそ鬼に金棒となりましょう。或はあのボロ船の観測船上で危険におびえながら台風観測をやるよりも、むしろ沖の鳥島の観測所を復活する方が余程賢策かもしれません。この夢が実現すれば気象観測以外に灯台、無線電信の業務が始まる外、安全な漁港も出来ましよう。更に熱帯海産生物の実験場が出来、世界最大の天然水族館も造れましよう。日本からこの島へ観光船が出るようになつたら、それこそ無人、無樹木のアトール〔環礁〕も世界有数のユトピアーになりましよう。この夢を五島慶太さん〔1882-1959。東急グループの実質的な創立者〕か堤康次郎さん〔1889-1964。西武グループの実質的な創立者。箱根・伊豆の観光開発などを巡る二人のライヴァル関係は有名〕に御告げしてペンを擱きます。
と結んでいる。この《夢》がリアルなものとして語られるようになるまでには、その後30年待たなくてはならない。
1968（昭和43）年6月26日、小笠原諸島は日本に返還され、小笠原支庁が再設置されるとともに、その全域が新たに「小笠原村」となった。したがって、このときより沖ノ鳥島は「東京都小笠原村沖ノ鳥島」となったのである。
なお、返還を期として、1970（昭和45）年5月6日から7日にかけ、に海上保安庁水路部（海軍水路部の後身、現・海洋情報部）の測量船「明洋」が沖ノ鳥島の調査を行っている。このときの調査によれば、「北露岩」と「東露岩」のほか、その東側に三つの露岩が観測されている。
その後、露岩保全対策工事が問題化する1987（昭和62）年までにこの珊瑚礁を訪れた人々をいくつか挙げてみよう。まず水路部は1976（昭和51）年7月-8月に測量船「明洋」、1982（昭和57）年6月に同「拓洋」による調査を行っている。また1978（昭和53）年6月には東京都水産試験場の調査船「みやこ」が調査を行っている。マスコミ関係では、1985（昭和60）年8月にTBSのテレビ番組《中村敦夫の地球発22時》の、中村敦夫本人を含む取材班が沖ノ鳥島を訪れている。
また、変わったところでは、1976年5月-6月に日本アマチュア無線連盟 (JARL) が創立50周年記念行事の一環として実施した「沖ノ鳥島DXペディション」がある（「DXペディション」 (DX expedition) とは、アマチュア無線局の少ない、あるいは全くない国や島および地域に移動してアマチュア無線局を運用すること。DX は distance の略で、ここでは遠距離通信の意）。このとき、有坂芳雄団長以下10名がチャーター船「第20共勝丸」で沖ノ鳥島へと赴き、旧灯台基盤の上にアンテナ・タワーと仮小屋を建てて無線局「7J1RL」を開局している。「7J1RL」は、5月30日9時12分から6月2日16時10分まで約78時間にわたって開局し、約9000局との交信に成功した。なお、このとき仮小屋には常時数名が残って宿泊しているが、これは、沖ノ鳥島そのものに宿泊したという点で極めて珍しい例である。なお、このとき沖ノ鳥島は ARRL（American Radio Relay League; アメリカ無線中継連盟）によって、正式に DXCC の新しいカントリー「7J1」となっている。
※「カントリー」 (Country) とは、ARRL によって定められた、アマチュア無線界の中での国またはそれに準じた地域区分。現在は「エンティティ」 (Entity) と呼ぶ。「DXCC」 (DX Century Club) とは、100以上のカントリーと交信して QSL カード（交信証）を得た者に ARRL から与えられる賞。なお、このときの新カントリー認定については、日本国内から「政治的理由によってルールをねじまげるもの」として少なからぬ反対の声があがっており、開局の際には妨害電波の乱射すらあったという。結局、このカントリーは1980年11月30日をもって廃止され、12月1日以降は小笠原諸島（JD1。日本 (JA-JS) とは別扱い）扱いとなった。このDXペディションについては、『CQ ham radio』1976年8月号の「特集 沖の鳥島DXペディション」、及び『アマチュア無線のあゆみ（続）』等を参照されたい。→「沖ノ鳥島とアマチュア無線」を参照。
なお、1978年7月15日、科学技術庁は沖ノ鳥島に気象・海洋観測基地を設置するための建設計画の検討を始めている（『朝日新聞』1978年7月16日附朝刊「沖ノ鳥島に観測基地」、同8月9日附朝刊「台風予報など期待／沖ノ鳥島に観測基地計画」」）。だが、このときもこの計画は結局実現せずに終わる。
沖ノ鳥島がふたたび注目を浴びるようになるのは、1970年代後半に海洋をめぐる国際環境が大きく変わってからである。この時期に入ると、世界各国は一斉に、自国の領海の外側に幅200海里の「排他的経済水域」（exclusive economic zone; EEZ. 沿岸国がその水域のすべての資源の探査・開発・保存・管理および同水域のその他の経済的活動について排他的な管轄権をもつ水域）を設置し、自国周辺の水産資源や海底鉱物資源の保護を図りはじめる。逆にいえば、このころまではまだ、このような考え方は決して一般的ではなかったのである。日本も1977（昭和52）年に「領海法」と「漁業水域に関する暫定措置法」（いわゆる200カイリ漁業専管水域法）を制定し、この動きに加わった。1982年には、国際連合主催の第3次海洋法会議において、新たなる国際海洋法秩序の基本となる「海洋法に関する国際連合条約」（国連海洋法条約）が採択された（ただし発効は1994年11月。また日本は1983年2月署名、1996年7月批准）。200海里の排他的経済水域については、この条約の中でも多くの条文を割いて規定がなされている。この結果、どんな小さな島――例えば、それこそ沖ノ鳥島のような――にも、その周囲200海里の広大な排他的経済水域がついてくることになったのである（もっとも、「国際法篇」で述べるように、実は少し問題がある）。このため、沖ノ鳥島の持つ価値は急浮上することになる。
※国際海洋法をめぐるこの間の経緯については、「幻想諸島航海記／日吉沖ノ場（南日吉海山）」も参照されたい。
こうした中で、1987年9月、水路部の測量の結果、この島が消滅寸前になっていることが問題化する。このとき、満潮時には北露岩と東露岩が「海面からわずか50センチ―30センチほど顔をのぞかせるだけ」であり、「荒波に現れ、基部が細くなっており、「いつの日か、ポッキリと折れてしまう恐れがある」（建設省海岸課）という」状態であった、と報じられている（「沖ノ鳥島水没させぬ／200億円投じ修復工事／貴重な「領土」死守」『讀賣新聞』1987年11月27日附、『沖ノ鳥島災害復旧工事誌』に転載）。確かに、これまで浸蝕がずっと続いてきており、1982年までは東露岩よりさらに東に2～3確認されていた露岩が、1987年までに消えてしまったのは事実のようである。しかし、別にこのとき突然消滅しそうになったとか、消滅しそうになっていることがわかった、などというわけでは決してない。だいたい、北露岩は半世紀前、すでに「今にも倒れそう」だったのだ。むしろ、沖ノ鳥島の重要性がこの時期にあらためて認識されてきたからこそ、問題化したといえるのではないか。
その後、東京都は1987年10月14日に沖ノ鳥島を海岸法に基づく海岸保全地域に指定した。1988（昭和63）年から1989（昭和64＝平成元）年にかけ、285億1000万円を投じて露岩保全対策工事が行われたことは周知の通りである。ところが1997（平成9）年11月、台風25号が沖ノ鳥島を襲った際、露岩を護るはずのコンクリート塊が露岩を直撃して損傷を与える、という椿事が起こる。このため、露岩の上に純チタン製のネットを設置することになった。この工事は1999（平成11）年6月に完成している（細見晃「空から見た沖ノ鳥島」）。
また、1988年3月に海洋科学技術センター (JAMSTEC) が4000万円を投じて、旧灯台基盤の上に高さ7mの鉄製の海洋観測タワーを建設し、同年4月14日より定点観測を始めた。だが、この基盤は1989年7月の台風で被災したため、1990（平成2）年から1993（平成5）年にかけて、露岩保全対策工事とは別に209億5000万円を投じて保全・修復工事が行われている。 JAMSTEC は1993年4月より継続的な気象観測を行っている。沖ノ鳥島を気象観測基地化する、という戦前からの夢は、これによりある程度現実となったといえよう。
なお1988年には、堀田健治・日本大学理工学部教授（当時）らの発案になる、沖ノ鳥島に10～20名程度が常駐可能な海洋基地を建設する、という構想が持ち上がっている。これは、気象・海況の観測施設のほか、研究者の実習施設、漁業用港湾施設などを設置し、さらに将来的にはホテルや国際会議場・空港なども整備し一大レジャー基地にする、という壮大なものであった（「沖ノ鳥島を救え！ 夢は大きく海洋基地」『日本経済新聞』1988年6月1日附、『沖ノ鳥島災害復旧工事誌』に転載）。
また、沖ノ鳥島の海岸（実際には島それ自体）の維持管理は従来、東京都知事が行うことになっていたが、負担が大きすぎるため、1999年5月28日に海岸法が改正され、全額国費による海岸の直轄管理制度が新設された。そして、沖ノ鳥島は1999年6月24日をもって国（建設省、現・国土交通省）の直接管理へと移行した。
※なお、これは「沖ノ鳥島の海岸を東京都に代わって国が直轄管理する」という意味であって、「沖ノ鳥島自体が行政上、東京都を離れて国の直轄地となった」という意味ではない。正式な住所は依然として「東京都小笠原村沖ノ鳥島」である。