Хотя новая тактика уменьшила потери в авиагруппе, не было никакого способа добраться до столь хорошо защищенных целей, не теряя людей и машины. После Рикльтона погибли еще трое пилотов. Но смерть, особенно сильно поразившая Армстронга и его товарищей из VF-51, произошла 26 января 1951 года. Погиб младший лейтенант Леонард Чешир.

Как и Рикльтон, Чешир, летавший с позывным «Чет», был из Нью-Мексико – из Альбукерке, если точнее. Перед тем как отправиться в Корею, он женился, а после окончания войны планировал стать учителем. Нил и Чет спали напротив, на нижних койках. Эти два человека – самый младший офицер эскадрильи и самый старший из молодых офицеров – стали близкими друзьями. Звено Маккея совершало второй заход на замаскированный поезд, спрятанный в Коване, неподалеку от бухты Вонсан, и в этот момент самолет Чешира был поражен зенитным огнем.

В тот вечер капеллан прочел по корабельной системе оповещения заупокойную молитву, как он делал это всегда, когда во время операций гибли или пропадали люди. После того как корабль вышел с Гавайских островов и отправился в Корею в августе 1951 года, он уже двадцать восемь раз произносил эту молитву по ребятам Маршалла Биба.

В 13:30 1 февраля 1952 года «Эссекс» оставил оперативное соединение 77 и отправился в Йокосуку, заканчивая свое четвертое плавание в Корею, состоявшее из 37 изматывающих дней в море. Совершив более 2000 вылетов (из них 441 сделала эскадрилья VF-51) за этот отрезок времени, пилоты авиагруппы 5 потратили около 400 000 единиц боеприпасов, сбросили почти 10 000 бомб, выпустили примерно 750 ракет (большинство с самолетов Banshee), а также скинули на врагов более 1350 кг напалма. Результатом этого стали 1374 перерезанных железнодорожных пути, 34 разрушенных моста и 47 поврежденных, а также многочисленные разрушения военных объектов и инфраструктуры. При проведении этих атак авиагруппа 5 потеряла пять человек (двое из них были из VF-51), а также более двенадцати самолетов.

Пятое и последнее плавание Армстронга в Корею началось 18 февраля 1952 года. К счастью, оно продлилось всего две недели. Нил совершил тринадцать вылетов, поднимаясь в воздух во все полетные дни. Утром 25 февраля Нил закончил работу ночных разведчиков, уничтожив оба локомотива и сорок вагонов длинного состава. Последний вылет Армстронга на Корейской войне состоялся 5 марта 1952 года. В тот день пилоты VF-51 перевели те свои самолеты, которые могли летать, на «Вэлли Фордж». В целом он летал хотя бы один раз на каждом F9F эскадрильи VF-51, за исключением машин, которые были потеряны ранее.

Всего Армстронг участвовал в 78 вылетах, провел в воздухе более 121 часа. Из них 30 были боевым патрулированием, 15 – сопровождением фоторазведчиков, а один – стрелковой тренировкой. В остальных 32 случаях Нил летал на разведку, на поиск и уничтожение наземных целей, бомбил железнодорожные пути и занимался подавлением артиллерийского огня.

11 марта 1952 года, проведя несколько дней в Японии, «Эссекс» отправился на Гавайи. Наконец 25 марта показалась вожделенная полоска побережья Калифорнии. Как и его друзья-летчики, Армстронг вернулся домой со множеством боевых наград. Как и его товарищи, обычно Нил стремился приуменьшить собственные достижения и говорил: «Они там раздавали медали, как золотые звезды в воскресной школе». Первую награду, Медаль военно-воздушных сил, он получил, совершив первые двадцать боевых вылетов, вторую, Золотую звезду, – после следующих двадцати. Вместе с другими пилотами Нил был награжден медалью «За службу в Корее» и Звездочкой за участие в сражении.

Контракт Армстронга с военно-морскими силами истекал через три года после начала тренировок. Это означало, что он мог освободиться и вернуться к учебе. Тем не менее истребительная эскадрилья 51 все еще воевала в Корее. «У меня был выбор: продлить срок службы или отправиться домой вплавь, так что я остался». 1 февраля 1952 года, когда Нил все еще находился на борту «Эссекса», руководство ВМС завершило его службу в регулярной армии и перевело его в звании энсина в резерв военно-морских сил США.

25 марта 1952 года Нил вернулся в Штаты вместе со своими товарищами по кораблю и провел следующие пять месяцев на побережье Южной Калифорнии, перегоняя самолеты с военно-морской базы Сан-Диего в эскадрилью транспортной авиации 32 и обратно. Армстронг ушел из ВМС 23 августа 1952 года. В тот же месяц ему исполнилось двадцать два года. Во время последнего полета над заливом Сан-Франциско он на своем самолете без разрешения промчался под западным пролетом моста Бей-Бридж между Сан-Франциско и Оклендом, высота которого от кромки воды была 67 м, отпраздновав таким образом день рождения. Получив очередное звание младшего лейтенанта в мае 1953 года, он оставался в резерве ВМС США, пока не был уволен из рядов военнослужащих в 1960 году. Вернувшись в университет Пердью, Нил регулярно летал в составе авиационной эскадрильи 724 резерва ВМС на базе ВМС Гленвью неподалеку от Чикаго. Став летчиком-испытателем Национального консультативного совета по аэронавтике на авиабазе Эдвардс на высохшем соляном озере Мюрок к северо-востоку от Лос-Анджелеса, Нил совершал свои полеты как резервист с эскадрильей VF-773 на авиабазе ВМС США Лос-Аламитос неподалеку от Лонг-Бич.

После окончания Пердью в январе 1955 года у Армстронга было несколько хороших вариантов трудоустройства. Он мог остаться в военно-морских силах. Ему предложили работу после собеседований в гражданских авиакомпаниях Trans-World Airlines (TWA) и Douglas Aircraft Company. Также некоторое время Нил рассматривал возможность постдипломного обучения по авиационному машиностроению. Если бы он начал работать в Douglas Aircraft Company или у ее конкурентов, он мог бы стать заводским летчиком-испытателем. Тогда Нил совершал бы испытательные полеты на каждом новом летательном аппарате определенного типа, сошедшем с конвейера предприятия.

Но Нил выбрал карьеру летчика-испытателя, участвующего в экспериментах. Такие пилоты, как заявляло созданное в 1955 году Общество летчиков-испытателей, участвующих в экспериментах, должны были «способствовать созданию летательных аппаратов высшего качества». Больше всего Армстронга интересовало место летчика-исследователя. Особая группа экспериментальных испытателей, летчики-исследователи стремились продвигать вперед науку и технику полетов, находясь на переднем краю знаний. Такие места существовали в основном либо в частных исследовательских организациях, либо в правительственных, среди которых самым известным был Национальный консультативный совет по аэронавтике (NACA). С детства Армстронг постоянно следил за результатами работы NACA по публикациям в Aviation Week и других авиационных журналах; также доклады этой организации изучались на занятиях в Пердью. Летом перед последним семестром Армстронг послал свое резюме в NACA. В частности, он претендовал на место летчика-испытателя в Летно-исследовательской станции высоких скоростей NACA (NACA High-Speed Flight Research Station) на авиабазе Эдвардс, где летали на экспериментальных самолетах с обозначениями на букву «X», которые создавались в попытках преодолеть легендарный «звуковой барьер». Но там не оказалось открытых вакансий, и его заявление передали в другие исследовательские центры, связанные с базой Эдвардс. Инженер из Лаборатории реактивных полетов NACA имени Льюиса, расположенной в Кливленде, штат Огайо, по имени Ирвинг Пинкель «спрашивал, может ли он приехать и поговорить со мной». Пинкель возглавлял в Льюисе отделение физики. Его брат Бенджамин отвечал за исследования в области термодинамики. Осенью 1954 года братья провели с Нилом собеседование. Пинкель не мог предложить Армстронгу много денег, но зато пообещал ему массу волнений и личного удовлетворения как неотъемлемую часть мира исследований в области аэронавтики.