Em 1938, a Bayer emigrou para os Estados Unidos e viveu em Nova Iorque. No mesmo ano, ele projetou a exposição Bauhaus 1919-1928 em Nova York. 30 anos mais tarde, a exposição 50 Jahre Bauhaus (50 anos de Bauhaus) em Stuttgart também foi montada de acordo com o seu design. Nos EUA, ele atuou principalmente como pintor, designer gráfico publicitário e designer de exposições e trabalhou para muitas empresas e instituições. Em 1942, a Bayer projetou a exposição de propaganda americana Road to Victory, no Museu de Arte Moderna de Nova York. Em 1945, Irene Bayer se divorciou dele. A partir de 1946, a Bayer trabalhou como consultora de design no Centro Cultural Aspen. Em 1956, tornou-se diretor do departamento de design da Container Corporation of America. Entre 1958 e 1961, ele foi membro do conselho de artes do escritório de informações dos EUA. Ele também começou a trabalhar como consultor criativo para uma série de importantes agências de publicidade e lojas de departamento em 1965.

A sua obra é muito diversificada, variando de gráficos e pintura a arquitetura paisagística. Entre seus trabalhos destacam-se a fotomontagem Selbstporträt (Auto-retrato) de 1932, a publicidade da Emulsão Adrianol de 1935, a série Mountains and Convolutions criada entre 1944 e 1953 e o Marble Garden de 1955.