Ллевеллин вернулся в Соединенные Штаты в 1915 г. и, продолжив обучение в Йельском университете, поступил в Йельскую школу права. В течение трех лет он работал редактором Йельского журнала права, где опубликовал многие свои статьи. В 1918 г., окончив обучение, Ллевеллин остался преподавать в Школе права (главным образом коммерческое право, которое позже стало его специальностью). В сентябре 1920 г., считая, что практический опыт важен для академической карьеры, он устроился работать в юридический отдел Национального Сити Банка в Нью-Йорке. Вскоре после того, как его приняли на работу, банк распустил юридический отдел и передал ведение своих дел юридической фирме Шермана и Стерлинга. Ллевеллин также был переведен на новую работу и продолжил заниматься банковским правом. Спустя два года он решил вернуться к образовательной деятельности и был принят на должность доцента в Йельскую школу права.
С 1925 г. до 1951 г. Ллевеллин работал в Школе права Колумбийского университета, в 1948–1949 гг. читал лекции в Гарвардской школе права. В этот период он стал профессором, написал много научных работ, включая «Куст ежевики» (1930), предназначенный для первокурсников юридического факультета. Он также написал и издал ведущую работу в сфере коммерческого права «Казусы и материалы по торговому праву» (1930). Его труды захватывали и неюридические области. Примером служит работа по антропологии «Шайеннский путь» (1941), написанная в соавторстве с антропологом Адамсоном Хобелем, где рассматривались особенности правового материала и самобытность Шайеннских индейцев. Ллевеллин также активно участвовал в деятельности различных общественных организаций.
В 1951 г. Ллевеллин приступил к работе в Университете Чикагской школы права, где преподавал в течение почти десяти лет и выступил главным докладчиком по поводу Унифицированного коммерческого кодекса, разработанного в начале 1950-ых гг.
Будучи профессором права в Колумбийском университете, Ллевеллин был приглашен в 1928 г. читать лекции по американской системе прецедентного права в Лейпцигском университете, где в 1931–1932 гг. он вновь читал лекции уже по социологии права. Явля ясь противником фашизма, он больше не вернулся в Германию. Ллевеллин умер, не успев осуществить еще одну поездку в Германию с лекциями. Незадолго до его смерти была опубликована его последняя работа «Традиция общего права» (1960). Карл Никерсон Ллевеллин умер в Чикаго 13 февраля 1962 г. Уже после его смерти были изданы такие его работы, как «Система прецедентного права в Америке» (1989) (на базе лекций, опубликованных в Германии на немецком языке в 1933 г.), «Юриспруденция: реализм в теории и практике» (1962).