I 1938 emigrerede Bayer til USA og boede i New York. Samme år designede han udstillingen Bauhaus 1919-1928 i New York. 30 år senere blev udstillingen 50 Jahre Bauhaus (50 år med Bauhaus) i Stuttgart også indrettet efter hans design. I USA var han hovedsagelig aktiv som maler, reklamegrafiker og udstillingsdesigner og arbejdede for mange virksomheder og institutioner. I 1942 designede Bayer den amerikanske propagandaudstilling Road to Victory på Museum of Modern Art i New York. I 1945 blev Irene Bayer skilt fra ham. Fra 1946 arbejdede Bayer som designkonsulent på Aspen Cultural Centre. Derefter blev han direktør for designafdelingen hos Container Corporation of America i 1956. Mellem 1958 og 1961 var han medlem af kunstrådet for USA’s informationskontor. Han begyndte også at arbejde som kreativ konsulent for en række vigtige reklamebureauer og stormagasiner i 1965.

Hans værk er meget varieret og strækker sig fra grafik og maleri til landskabsarkitektur. Blandt hans fremragende værker kan nævnes fotomontagen Selbstporträt (Selvportræt) fra 1932, reklamen for Adrianol Emulsion fra 1935, serien Mountains and Convolutions, der blev skabt mellem 1944 og 1953, og Marble Garden fra 1955.