Emigracja do USA Członkowie Koła Wiedeńskiego nie mieli żadnych wątpliwości, co przyniosą Europie nazistowskie Niemcy. Carnap, który słynął z radykalnie lewicowych i pacyfistycznych poglądów, nie mógł się czuć bezpieczny. Dzięki pomocy Quine’a i Charlesa Morrisa w 1935 roku wyemigrował do Stanów Zjednoczonych. Rok później, jego przyjaciel Moritz Schlick został zamordowany przez wyznającego nazistowską ideologię studenta. Po tym wydarzeniu członkowie Koła Wiedeńskiego rozproszyli się po świecie. W 1941 roku Carnap przyjął amerykańskie obywatelstwo.

W latach 1936–1952 Carnap pracował głównie na Uniwersytecie w Chicago, chociaż pomiędzy 1939 a 1941 rokiem tymczasowo przyjął prestiżową posadę w Harvardzie, gdzie ponownie spotkał się z Alfredem Tarskim. Przez pewien czas pracował też w Instytucie Badań Zaawansowanych w Princeton, zwlekając z przyjęciem propozycji na Uniwersytecie Kalifornijskim. Stało się tak, ponieważ były to czasy maccartyzmu i wymagano od niego przysięgi lojalności oraz fałszywych deklaracji politycznych, czemu ostro się sprzeciwiał. Ostatnie lata spędził na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles. Katedrę na Uniwersytecie w Chicago przejął po nim Henryk MehlbergArtur Koterski, Henryk Mehlberg – the reach of science, w: Polish Philosophers of Science and Nature in the 20th Century, ed.