V roku 1931, Hess sa stal profesorom fyziky na univerzite v Innsbrucku. Tam založil výškové stanice v Alpách pre štúdium kozmického žiarenia.
V roku 1937, Hess sa vrátil k univerzite v Grazi. V roku 1938, nacistická vláda v Nemecku prevzala Rakúsku. Hess bol odvolaný zo svojho univerzitného post, pretože on bol zástupca vied v skoršom nezávislé rakúskej vlády, a pretože bol rímsky katolík a jeho manželka bola židovka. Nacisti neschvaľoval ani náboženstvo. Štyri týždne pred tým, než boli naplánované byť zatknutý a poslaný do koncentračného tábora, Hess a jeho manželka utiekol do Švajčiarska. Oni sa sťahovali do Spojených štátov o rok neskôr.
Od roku 1938 až do svojho odchodu do dôchodku v roku 1956, Hess bol profesorom fyziky na Fordham University v New Yorku. On stal sa americkým občanom v roku 1944. V roku 1946, Hess vykonala testy z Empire State Building pre rádioaktívneho spadu a Ray bombardovanie kozmickým. V roku 1950 sa podieľal na iných štúdiách rádioaktívneho spadu z testov jadrových zbraní. Sústredil sa na biologické účinky rádioaktivity ako z kozmického žiarenia a jadrové testy.
Marie Hess zomrel v roku 1955. Neskôr toho istého roku, Hess si vzal Elizabeth M. Hoenke, sestra, ktorý sa staral o jeho manželke. Hess mal žiadne deti. Zomrel 17. decembra 1964.