Under ett av sine utenlandsopphold fikk hun høre om Østerrikes og ektemannens arrestasjon. Hun oppnådde ved hjelp av norske diplomater at mannen ble sluppet ut av fengsel og kunne reise til Oslo. Mens han reiste videre til USA, fikk Charlotte Bühler i 1939 et professorat ved Norges lærerhøgskole i Trondheim og året etter ved Universitetet i Oslo. Hun fulgte etter til USA i mars 1940, bare en drøy uke før nazistenes okkupasjon av Norge.