Vào tháng 5 năm 1949, Nakayama, Isao Obata và các đồng nghiệp khác đã giúp thành lập Hiệp hội Karate Nhật Bản (JKA).[2] Funakoshi là người đứng đầu chính thức của tổ chức, còn Nakayama được bổ nhiệm làm Huấn luyện viên chính.[1] Đến năm 1951, Nakayama được thăng lên 3 dan, và ông giữ 5 dan vào năm 1955. Năm 1956, làm việc với Teruyuki Okazaki, ông đã tái cấu trúc chương trình đào tạo karate Shotokan để theo kịp phương pháp karate truyền thống và phương pháp được phát triển trong khoa học thể thao hiện đại. Năm 1961, Nakayama  được trao 8th dan – một sự kiện đáng lưu tâm, là phần có do hệ thống đồng lòng về việc thăng dan cao hơn ở Nhật thời điểm đó, theo Pat Zalewski. Nakayama thiết lập kata (mẫu) và kumite (sparring) như những quy tắc thi đấu thể thao. Các võ sinh của võ đường lớn JKA này đạt được thắng lợi vượt bậc một loạt giải đấu từ năm 1950 và 1960.

Nakayama được biết đến rộng rãi vì đã làm việc để truyền bá Shotokan karate trên toàn thế giới.[1][4][5] Cùng với cáchuấn luyện viên cao cấp khác, ông đã thành lập chương trìnhđào tạo huấn luyện viên JKA. Nhiều võ sư tốt nghiệp của chương trình này đã được gửi đi khắp thế giới để thành lập cácvõ đường trực thuộc Shotokan mới và tăng thành viên. Nakayama cũng làm việc trong khoa Giáo dục thể chất của Đại học Takushoku, bắt đầu vào năm 1952, và sau này trở thành trưởng khoa. Ông cũng đứng đầu nhóm trượt tuyết tại trường đại học.