Polisen uppmanar Prof Wyndham Lathem, 42, och Andrew Warren, 56, att "göra det rätta och överlämna dig själv".
Arresteringsorder utfärdades efter att Trenton Cornell-Duranleau, 25 år, hittades död i Prof Lathems lägenhet i Chicago den 27 juli.
" Offret hade flera skärsår på kroppen", sade polisen.
Wyndham Lathem är mikrobiologiprofessor vid Northwestern University i Illinois, som specialiserar sig på de bakterier som orsakade böldpesten.
Andrew Warren är biträdande finansdirektör på Oxford's Somerville College.
Polisen varnade för att de misstänkta ansågs vara "beväpnade och farliga" och möjligen körde en Hyundai sedan.
Chicago polisens chefskommunikationsofficer Anthony Guglielmi sade på Twitter sökandet efter de två männen "kommer bara att intensifiera".
Slut på Twitter inlägg @AJGuglielmi
Cornell-Duranleau, ursprungligen från Michigan, arbetade som kosmetolog i Chicago.
Oxford University utfärdade ett uttalande om att det hade varit i kontakt med polisen i Storbritannien om Mr Warren och var "redan att hjälpa de amerikanska utredande myndigheterna på alla sätt de behöver".
Den tillade: " Andrew Warren's kollegor vid Somerville College har nu alla blivit informerade och chockerade över att få höra talas om fallet.
"Oavsett omständigheterna vill vi uppmana honom att kontakta de amerikanska myndigheterna så snart som möjligt, för alla berördas bästa."
En talesman för Thames Valley-polisen sa att Warren anmäldes saknad den 25 juli efter att ha lämnat Storbritannien dagen innan.
En amerikansk jakt har intensifierats för en amerikansk professor och en anställd vid Oxford University misstänkt för att ha knivhuggit en man till döds i Chicago.