Podczas II wojny światowej firma zbudowała 560 statków w swoich stoczniach Marinship i Calship, prowadziła też prace nad rurociągami dla departamentu wojny. Stephen Bechtel Sr. rozszerzył działalność na inne kraje i wprowadził pojęcie projektów „pod klucz” (turnkey), obejmujących całość prac od planowania po budowę. W 1940 roku Bechtel zrealizował swoje pierwsze zadanie poza USA – budowę rurociągu Mene Grande w Wenezueli. W 1947 roku rozpoczął budowę Transarabskiego Rurociągu (Trans-Arabian Pipeline), wówczas najdłuższego naftociągu świata, biegnącego przez Arabię Saudyjską, Jordanię i Syrię do Libanu.
Era megaprojektów W 1960 roku, po przejściu ojca na emeryturę, stanowisko prezesa przejął Stephen D. Bechtel Jr. W latach 60. i 70. firma uczestniczyła w budowie około 40% elektrowni jądrowych w Stanach Zjednoczonych; w 1968 roku ukończyła wówczas największą amerykańską elektrownię jądrową, San Onofre w Kalifornii. W 1976 roku firma rozpoczęła pracę przy budowie przemysłowego miasta Jubail w Arabii Saudyjskiej, które rozrosło się z niewielkiej wsi do miasta ponad 250 tys. mieszkańców.