Fransa'dan ayrılarak önce Kanada'ya, daha sonra Amerika'ya gitti. Orada Chicago üniversitesine (1906) ve daha sonra New York Rockfeller enstitüsüne girdi.
Damarların dikilmesi, doku ve organ aşılanması ve gövde dışında; organların, dokuların, damarların yaşayabilmesi konularında ilginç deneyler yaptı. Çeşitli ilmî çalışmalarının yanı sıra felsefî eserler de yazdı.
"Bilinmeyen İnsan (1936)" adlı eserinde; fizikî olaylar ile ruhî hayat arasındaki karşılıklı bağlılığı ortaya koydu. 1912' de Nobel Tıp ödülünü alan Alexis Carrel, 1944' de Paris'de vefat etti.
