Takket være George Gamows ansporende, ble Teller i 1935 invitert til USA for å bli professor i fysikk ved George Washington University (GWU), hvor han jobbet med Gamow til 1941. Før oppdagelsen av fisjon i 1939 ble Teller engasjert som en teoretisk fysiker, som arbeider innen kvante-, molekyl- og kjernefysikk. I 1941, etter å ha blitt amerikansk statsborger i USA, vendte hans interesse seg mot bruk av kjernekraft, både fusjon og fisjon.