W 1927 roku uzyskał stopień doktora filozofii, broniąc dysertacji Zufall und Gesetzt. Versuch einer naturerkenntnistheoretischen Klärung des Wahrscheinlichkeits– und Induktionsproblem, poświęconej epistemologicznej analizie roli prawdopodobieństwa i indukcji w naukach przyrodniczych. Podstawowe tezy tej pracy opublikował w 1930 na łamach pisma „Erkenntnis”, redagowanego przez Rudolfa Carnapa i Hansa Reichenbacha. Nie uznawał tworzącej się wtedy teorii kwantowej i opozycji determinizmu i indeterminizmu.

W latach 1927–1930 pracował na stanowisku docenta w Volkskochschulen zur Existenzsicherung w Wiedniu oraz w Dessau (dziś Dessau-Roßlau). Dzięki staraniom International Rockefeller Fellowship przebywał przez okres ok. 9 miesięcy na Uniwersytecie Harvarda, gdzie poznał m.in. fizyka Percy’ego Williamsa Bridgmana, filozofa Williarda Van Orman Quine’a i psychologa Stanleya Smitha Stevensa. W 1931 roku poślubił Marię Kaspar, z którą wyemigrował do Stanów Zjednoczonych i osiedlił się w stanie Iowa, obejmując posadę w katedrze filozofii Uniwersytetu Iowa. W 1933 roku urodził się jego syn, Eric Otto, a Feigl awansował na stanowisko adiunkta, profesorem na tym uniwersytecie został w roku 1938.