Vuonna 1938 Bayer muutti Yhdysvaltoihin ja asui New Yorkissa. Samana vuonna hän suunnitteli New Yorkiin näyttelyn Bauhaus 1919-1928. 30 vuotta myöhemmin Stuttgartiin perustettiin myös hänen suunnittelemansa näyttely 50 Jahre Bauhaus (50 vuotta Bauhausia). Yhdysvalloissa hän toimi pääasiassa taidemaalarina, mainosgraafikkona ja näyttelysuunnittelijana ja työskenteli monille yrityksille ja instituutioille. Vuonna 1942 Bayer suunnitteli amerikkalaisen propagandanäyttelyn Road to Victory New Yorkin Museum of Modern Artiin. Vuonna 1945 Irene Bayer erosi hänestä. Vuodesta 1946 alkaen Bayer työskenteli Aspenin kulttuurikeskuksen suunnittelukonsulttina. Vuonna 1956 hänestä tuli Container Corporation of American suunnitteluosaston johtaja. Vuosina 1958-1961 hän oli Yhdysvaltain tiedotustoimiston taideneuvoston jäsen. Vuonna 1965 hän aloitti myös luovana konsulttina useissa merkittävissä mainostoimistoissa ja tavarataloissa.

Hänen tuotantonsa on hyvin monipuolista ja ulottuu grafiikasta ja maalaustaiteesta maisema-arkkitehtuuriin. Hänen merkittävimpiä teoksiaan ovat muun muassa valokuvamontaasi Selbstporträt (omakuva) vuodelta 1932, Adrianol Emulsionin mainos vuodelta 1935, vuosina 1944-1953 syntyneet Vuoret ja kierteet -sarja sekä Marmoripuutarha vuodelta 1955.