Πρώιμα χρόνια
Ο φον Μπράουν και περίπου 100 άλλοι επιστήμονες μεταφέρθηκαν στην Αμερική το 1945 μετά την παράδοσή τους. Άρχισαν να εργάζονται για τον στρατό των Ηνωμένων Πολιτειών στο Fort Bliss του Τέξας, όπου εκπαίδευσαν τους Αμερικανούς στρατιώτες στην εκτόξευση των αιχμαλωτισμένων V-2. Έγινε αμερικανός πολίτης το 1955. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1950, ο φον Μπράουν προσπάθησε να εξασφαλίσει υποστήριξη για ένα αμερικανικό διαστημικό πρόγραμμα. Όταν η Σοβιετική Ένωση εκτόξευσε τον Σπούτνικ, οι Ηνωμένες Πολιτείες ξεκίνησαν τελικά ένα διαστημικό πρόγραμμα. Αρχικά, το Ναυτικό ήταν υπεύθυνο, αλλά ο πρώτος δορυφόρος Vanguard καταστράφηκε όταν ο πύραυλος ανατινάχθηκε στην εξέδρα εκτόξευσης τον Δεκέμβριο του 1957. Το δορυφορικό πρόγραμμα δόθηκε στον στρατό και ο πιο έμπειρος φον Μπράουν μπόρεσε να ξεκινήσει τις εργασίες με την υπόλοιπη ομάδα του. Ο πύραυλος Redstone έθεσε έναν δορυφόρο σε τροχιά στις 31 Ιανουαρίου 1958.
Huntsville και NASA
Το 1950 ο Von Braun άρχισε να εργάζεται στο νέο Redstone Arsenal του στρατού στο Huntsville της Alabama, το οποίο αργότερα έγινε το Marshall Space Flight Center της NASA. Εκεί, ο ίδιος και η ομάδα του ανέπτυξαν τον πύραυλο Redstone, παρόμοιο με τον V-2. Το 1959, ο Von Braun και άλλοι Γερμανοί μεταφέρθηκαν στη NASA μαζί με όλες τις διαστημικές δραστηριότητες του στρατού. Ο τελευταίος και πιο επιτυχημένος πύραυλός του ήταν ο Saturn V, ο οποίος μετέφερε αστροναύτες στο φεγγάρι. Ωστόσο, μετά την προσεδάφιση του Apollo 11 στη Σελήνη το 1969, η δημόσια υποστήριξη για το διαστημικό πρόγραμμα μειώθηκε. Το 1972, ο φον Μπράουν αποσύρθηκε από τη NASA και πήγε να εργαστεί στη Fairchild Industries, στο Μέριλαντ.
Αργότερα
Το 1972, ο φον Μπράουν εγκατέλειψε τη NASA. Άρχισε να εργάζεται στον ιδιωτικό τομέα. Αποσύρθηκε από την εργασία του τον Ιανουάριο του 1977, επειδή ήταν άρρωστος. Εκείνη τη χρονιά, πέθανε σε ηλικία 65 ετών από καρκίνο του παχέος εντέρου.