Incluso mientras Dahlgren ideaba una respuesta provisional satisfactoria a la cuestión de los blindajes, sin embargo, perdía interés en encontrar una solución permanente.
El 5 de julio de 1862, el Congreso aprobó una versión de la legislación para reorganizar el Departamento de Marina que el Senador Hale había introducido en enero anterior. Dahlgren se convirtió en jefe de la nueva Oficina de Artillería, recibió un ascenso a capitán, y se le permitió continuar con el trabajo de investigación y desarrollo. Desafortunadamente para la investigación y el desarrollo, el nuevo trabajo aumentó la carga administrativa de Dahlgren en un orden de magnitud. No sólo estaba trabajando en la respuesta a la cuestión del blindaje, sino que también se enfrentaba a otros problemas de gran importancia nacional.
La mayoría de los problemas se referían a la escasez -cortes de un componente crítico de la pólvora (el nitrato), escasez de cañones para la flota, incluso escasez de oficiales calificados para ayudarle a dirigir la oficina. Mientras que antes de la reorganización de julio el jefe de la oficina se encargaba de la administración y Dahlgren de la investigación y el desarrollo, ahora Dahlgren hacía ambas cosas, porque no quería delegar los grandes problemas a un subordinado. Generalmente, pasaba las mañanas en trabajo administrativo y las tardes en investigación y desarrollo.
Dahlgren resolvió los grandes problemas administrativos. La escasez de nitrato desapareció en el verano de 1863, el personal del Astillero Naval de Washington se quintuplicó, y la producción nacional de artillería creció enormemente. En marzo de 1861, la Armada poseía 305 de 9 pulgadas y 32 de 11 pulgadas. Para el 1 de noviembre de 1863, las fundiciones del norte habían producido 503 nuevos de 9 pulgadas y 291 nuevos de 11 pulgadas, incrementos de 165 por ciento y 909 por ciento, respectivamente. Las fundiciones de la Unión también habían producido 36 cañones de 15 pulgadas y 691 cañones Parrott para la Marina, todo bajo la mirada de los nuevos ayudantes de los inspectores de artillería.
Las pruebas de artillería contra los blindajes continuaron en 1863. Dahlgren ya no limitó los experimentos a su propio cañón, sino que probó todos los tipos y calibres diferentes de armas que pudo conseguir, incluidas los cañones de 15 pulgadas y la diferente artillería estriada británica. También probó nuevos cañones de ánima lisa que diseñó específicamente para su uso contra buques de guerra blindados, incluyendo uno de 13 pulgadas, uno de 11 pulgadas con una boca recta y uno pesado de 10 pulgadas que disparaba exclusivamente con un proyectil sólido. Todos tenían la forma de botella de agua de soda de Dahlgren. Sólo el de 13 pulgadas y el de 11 pulgadas con boca recta se usó en servicio activo.
Dahlgren pensó que debía ser recompensado por el trabajo que estaba haciendo. En el verano de 1862, hizo campaña para ser promovido al recién establecido rango de almirante de retaguardia. La política de Gideon Welles, sin embargo, era limitar los ascensos a aquellos que se habían distinguido en el combate. Sin embargo, Dahlgren consiguió lo que quería con un poco de ayuda de su amigo. Bajo la presión de Lincoln, Welles promovió Dahlgren a capitán el 5 de agosto de 1862 y a contralmirante el 11 de marzo de 1863.
El trabajo no deseado aún consumía gran parte del tiempo que Dahlgren tenía para la investigación y el desarrollo. Durante el año siguiente a la batalla de Hampton Roads, probó decenas de armas inventadas por civiles. Se puso nervioso al tener que usar su limitado tiempo de investigación y desarrollo para probar «Cartuchos de Shaler de calibre 58», «El cartucho de combustión del Sr. Alfred Birney», «La carabina de Day», «La pistola revólver de patente de Beal» y similares, en lugar de trabajar en la cuestión del blindaje, que consideraba mucho más importante.
Un mes después de convertirse en jefe de artillería, le pidió al Secretario Welles que le diera a alguien más el «oneroso» deber de probar los inventos civiles, pero no llegó nada de la petición. Al mismo tiempo, el Secretario Asistente Fox lo presionaba para que acelerara el desarrollo del 15- pulgadas. Esta indeseada tarea también absorbió incontables horas que Dahlgren hubiera preferido dedicar a otras tareas.