เชื่อกันว่า การนอนหลับมีบทบาทสำคัญในการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคง (consolidation)โดยเฉพาะก็คือ มีคุณสมบัติพิเศษของการนอนหลับที่เพิ่มระดับการทำความจำให้มั่นคง (memory consolidation)เช่นมีการปลุกฤทธิ์ (reactivation) ของความจำที่เพิ่งได้เรียนรู้ใหม่ในขณะหลับยกตัวอย่างเช่น มีการเสนอว่า กลไกหลักของการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคงขณะหลับก็คือการปลุกฤทธิ์ของโครงสร้างทางประสาทที่เป็นตัวแทนความจำในฮิปโปแคมปัสซึ่งมีผลเป็นการย้ายข้อมูลความจำไปยังเครือข่ายประสาทต่าง ๆ ในคอร์เทกซ์ใหม่ เป็นที่ที่มีการเกิดตัวแทนความจำแบบระยะยาว[56]

งานวิจัยในหนูที่ใช้การเรียนรู้ทางในเขาวงกตพบว่า ในขณะนอนหลับ กลุ่มต่าง ๆ ของเซลล์ประสาทในฮิปโปแคมปัสที่ใช้ในการเข้ารหัสข้อมูลทางพื้นที่เกิดการปลุกฤทธิ์ไปตามลำดับเหมือนกับที่มีในระหว่างประสบการณ์[57] ยิ่งไปกว่านั้น การสร้างภาพสมองโดยการถ่ายภาพรังสีระนาบด้วยการปล่อยโพซิตรอน (positron emission tomography) แสดงว่ามีการปลุกฤทธิ์ของฮิปโปแคมปัสในระยะ slow-wave sleep (ตัวย่อ SWS แปลว่า การหลับช่วงคลื่นสั้น) หลังจากมีการเรียนรู้เกี่ยวกับพื้นที่[58] โดยรวม ๆ กันแล้ว งานวิจัยเหล่านี้แสดงว่า ความจำที่เกิดเพราะการเรียนรู้ใหม่ ๆ มีการปลุกฤทธิ์ขณะหลับและกระบวนการนี้มีผลเป็นการทำรอยความจำ (memory trace) ให้มั่นคง[59] นอกจากนั้นแล้ว นักวิจัยยังได้ระบุถึงช่วงระยะการหลับสามประเภทอีกด้วย คือ SWS, sleep spindle, และ REM ว่าเป็นช่วงที่มีการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคง

การหลับช่วงคลื่นสั้น (Slow-Wave Sleep ตัวย่อ SWS) บ่อยครั้งหมายถึงการหลับลึกมีบทบาทสำคัญที่สุดในการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคงและมีหลักฐานเป็นจำนวนมากที่สนับสนุนความคิดนี้งานวิจัยหนึ่งพบว่า การหลับในช่วง 3.5 ช.ม. แรก เพิ่มประสิทธิภาพในการระลึกถึงความจำได้ดีที่สุดเพราะว่า 2-3 ช.ม. แรกมากไปด้วย SWSส่วน ช.ม. การหลับต่อ ๆ มา ไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพของความจำเกินกว่า ช.ม. ต้น ๆ ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงบอกเป็นนัยว่า การนอนหลับอย่างเต็มที่อาจจะไม่สำคัญต่อประสิทธิภาพสูงสุดของความจำชัดแจ้ง[60] (แต่มีผลต่อความจำเชิงกระบวนวิธี)

ส่วนอีกงานวิจัยหนึ่งแสดงว่า ผู้ที่ได้ SWS ในกึ่งแรกของการนอน (ซึ่งมีเป็นเวลายาวกว่าถึง 5 เท่าในกึ่งแรก) เทียบกับผู้ที่ไม่ได้ มีการรระลึกถึงข้อมูลได้ดีกว่าแต่ว่า ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นไม่พบในผู้ได้ SWS ในช่วงที่สอง เพราะว่า มี SWS เป็นเวลาน้อยกว่า[61]

หลักฐานสำคัญเกี่ยวกับบทบาทของ SWS ในการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคงก็คือหลักฐานที่ว่า บุคคลที่มีความผิดปกติในการนอนหลับเช่นการนอนไม่หลับ มีทั้งระดับที่ลดลงของ SWSและทั้งระดับที่ลดลงของการทำให้ความจำชัดแจ้งให้มั่นคงในขณะที่นอนหลับ[62]

อีกงานวิจัยหนึ่งในปี ค.ศ. 2007 พบว่า ผู้ใหญ่วัยกลางคนเมื่อเทียบกับคนที่อายุน้อยกว่า มีประสิทธิภาพในการระลึกถึงความจำที่แย่กว่าผลงานนี้ดูเหมือนจะระบุว่า SWS มีความสัมพันธ์กับการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคง[63] และ SWS ก็ปรากฏว่ามีการลดระดับลงอย่างเห็นได้ชัดเจนตามวัยในผู้ใหญ่[64] แต่อย่างไรก็ดี งานปริทัศน์งานวิจัยต่าง ๆ ในปี ค.ศ. 2012 พบว่า ความสัมพันธ์ระหว่าง SWS กับการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคงนั้นยังไม่ชัดเจน คือไม่พบอย่างสม่ำเสมอในงานวิจัยทุกงาน และเสนอว่าต้องมีงานวิจัยเกี่ยวกับอิทธิพลของอายุต่อความจำเพิ่มขึ้นอีก[64]:4

นักวิจัยบางพวกเสนอว่า sleep spindle ซึ่งเป็นช่วงที่มีการทำงานของสมองเพิ่มขึ้นในระยะที่สองของการนอนหลับมีบทบาทในการเพิ่มการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคง[65] ส่วนผู้ที่มีความเห็นขัดแยังชี้ว่า การทำงานในช่วง sleep spindle มีสหสัมพันธ์กับทั้งระดับเชาวน์ปัญญา (หรือสมรรถภาพของประชาน) และความจำ[66]เป็นความเห็นขัดแย้งกับสิ่งที่สคาบัสและกรูเบอร์ชี้ว่า การทำงานในช่วง sleep spindle สัมพันธ์แต่กับประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของความจำที่มีการเรียนรู้ใหม่ แต่ไม่สัมพันธ์กับประสิทธิภาพที่ดีขึ้นโดยรวม ๆซึ่งเป็นความเห็นที่สนับสนุนสมมติฐานว่า การนอนช่วง sleep spindle ช่วยทำรอยความจำใหม่ให้มั่นคง แต่ไม่ได้ช่วยประสิทธิภาพของความจำโดยทั่ว ๆ ไป[67] โดยสรุปแล้ว ความสัมพันธ์กันระหว่างการนอนหลับช่วง sleep spindle และการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคงยังไม่ใช่สิ่งที่เข้าใจกันดี[ต้องการอ้างอิง]

มีหลักฐานบ้างที่สนับสนุนความคิดว่า การหลับระยะ REM ช่วยทำความจำชัดแจ้งที่ประกอบด้วยอารมณ์สูงให้มั่นคงยกตัวอย่างเช่น วากเน่อร์และคณะเปรียบเทียบระดับความทรงจำของข้อความที่ทำให้เกิดอารมณ์และข้อความที่เป็นกลาง ๆ ในการนอนหลับสองแบบคือการนอนหลับที่ระยะต้น ๆ ที่มากไปด้วย SWS และการนอนหลับที่ระยะหลัง ๆ ที่มากไปด้วย REM[68] งานวิจัยนี้พบว่า การนอนหลับระยะหลัง ๆ ที่มากไปด้วย REM เท่านั้น ที่ช่วยความจำเกี่ยวกับบทความที่ทำให้เกิดอารมณ์และโดยนัยเดียวกัน ฮู สไตโลส์-แอลเล็น และคณะ ได้ทำงานวิจัยเกี่ยวกับรูปที่ทำให้เกิดอารมณ์และรูปที่เป็นกลาง ๆแล้วสรุปว่า การนอนหลับแบบ REM ช่วยการทำความจำชัดแจ้งที่ประกอบด้วยอารมณ์ให้มั่นคง[69]

แต่ทัศนคตินี้ว่า มีการทำงานของระบบประสาทบางอย่างระหว่างการนอนหลับที่ทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคง ไม่ได้เป็นที่ยอมรับทั่วไปกับนักวิจัยทุกพวกยกตัวอย่างเช่น เอ็ลเล็นโบเก็นและคณะเสนอว่า การนอนหลับสามารถป้องกันการรบกวนแบบสัมพันธ์ (associative interference) ต่อความจำชัดแจ้ง คือการเรียนรู้รายการสัมพันธ์คำไม่เกิดการรบกวนจากการเรียนรายการอีกรายการหนึ่งก่อนการทดสอบ ถ้ามีการนอนหลับหลังจากการเรียนรายการแรก[70]นอกจากนั้นแล้ว วิกซ์เท็ดเชื่อว่า บทบาทเดียวของการนอนหลับต่อกระบวนการทำความจำชัดแจ้งให้มั่นคงไม่ใช่อะไรอื่นนอกจากการสร้างสภาวะที่เลิศเพื่อกระบวนการนั้น[71] ยกตัวอย่างเช่น เมื่อตื่นอยู่ เรามักจะมีเรื่องในใจมากมายที่รบกวนการทำความจำให้มั่นคงแต่ว่า เมื่อนอนหลับ การรบกวนนั้นมีน้อยที่สุด ดังนั้นความจำจึงเกิดการทำให้มั่นคงได้โดยไม่มีการรบกวนแบบสัมพันธ์อย่างไรก็ดี ยังต้องมีงานวิจัยเพิ่มขึ้นอีกเพื่อที่จะตัดสินให้เด็ดขาดว่า การนอนหลับเพียงแค่สร้างสถานการณ์ที่เหมาะสมต่อการทำความจำให้มั่นคงหรือว่า มีกระบวนการอะไรบางอย่างเกิดการทำงานเพื่อทำความจำให้มั่นคง[59]