Hempel støttet ikke Nazi-regimet, hadde en kone, Eva, med "jødisk blod" og i 1934 flyttet han til Brussels der han møtte Paul Oppenheim, og sammen skrev de flere artikler. I 1937 ble Hempel, hjulpet av Carnap, invitert til universitetet i Chicago, og i 1939 flyttet han til USA. Han underviste ved New York City College (1939-40) og Queens College (1940-1948). I perioden publiserte han flere artikler om vitenskapsfilosofi, flere sammen med Oppenheim.