С 1916 по 1922 годы Н. Н. Матусевич руководил гидрографической экспедицией Белого моря, на период экспедиций отправляясь из Петрограда в Архангельск.
В 1923 году назначен начальником Отдельного северного гидрографического отряда, а в 1924 году – начальником Северной гидрографической экспедиции (СГЭ) Главного гидрографического управления Республики.
В 1931 году, после оставления должности начальника СГЭ, Н. Н. Матусевич становится профессором Военно-морской академии в Ленинграде с присвоением 31 мая 1936 года звания инженер-флагман 2-го ранга.
В 1935—1943 годах заведовал кафедрой гидрографии в Военно-морской академии, а в 1943—1945 годах – кафедрой кораблевождения.
22 декабря 1939 года Н. Н. Матусевичу было присвоено звание флагмана 1-го ранга, а после введения званий 4 июля 1940 года – звание генерал-лейтенанта береговой службы.
В 1943 году произведен в вице-адмиралы, а через год стал заслуженным деятелем науки и техники РСФСР.
В 1947 году избран вице-президентом Географического общества СССР. В том же году по возрасту вышел в отставку и до конца жизни продолжал преподавать геодезию в ВАММУ имени адмирала С. О. Макарова.
27 мая 1950 года Николай Николаевич умер в Ленинграде и был похоронен на Волковском православном кладбище.
Основные труды: «Мореходная астрономия» (1922), «Записки по теории картографических проекций» (1925), «Руководство по практической геодезии и астрономии» (1932), «Современные методы гидрографических работ открытого моря»(1940—1945).
Именем Н. Н. Матусевича назван один из заливов острова Октябрьской Революции в архипелаге Северная Земля и впадающая в него река, бухта и полуостров на архипелаге Новая Земля, залив на острове Греэм-Белл архипелага Земля Франца-Иосифа и ледник в Антарктиде.
В 1912 году по инициативе начальника Главного гидрографического управления А. И. Вилькицкого был учреждён особый Корпус гидрографов, учреждение которого юридически закрепило в Российском военном флоте специальность гидрографа.
Летом 1913 года из Петербурга во Владивосток на суда «Вайгач» и «Таймыр» ГЭСЛО пришел приказ: пройти весь Северный морской путь, пробившись через льды в Архангельск. Командиром «Вайгача» в походе был назначен капитан 2 ранга Петр Алексеевич Новопашенный (выпускник Морского корпуса 1902 года), а командиром «Таймыра» – капитан 2 ранга Борис Андреевич Вилькицкий (выпускник Морского корпуса 1904 года, сын А. И. Вилькицкого), ставший 20 июля, после оставления судна по болезни И. С. Сергеева, исполняющим обязанности начальника ГЭСЛО (И. С. Сергеев формально оставался начальником ГЭСЛО до 20 октября 1914 года).
Интересен факт, что, выпустившись из Морского корпуса в 1904 году, Борис Андреевич так же, как и выпускник 1894 года А. В. Колчак, принял участие в обороне Порт-Артура в период Русско-японской войны. Оба офицера после позорной сдачи Россией Порт-Артура попали в японский плен (отпущены