В 1939 году уехал в США, где приобрел известность как ниспровергатель общепризнанных авторитетов в целом ряде наук. В статьях 1940-х годов и в своих последующих книгах, имевших огромный успех, он развивал идею о сопряженности главных событий древней истории едва ли не всех народов Земли с глобальными космическими катастрофами.
Так, Великовский считал библейский рассказ об исходе евреев из Египта и описание в книге Исход предшествовавших ему и сопровождавших его катаклизмов и знамений достоверными свидетельствами космической катастрофы. На основании тщательного изучения данных фольклористики он пришел к выводу, что о той же гигантской космической катастрофе повествуется в мифах и легендах древнего Египта, Ассирии, Вавилона, Греции, Китая, Индии, народов, населявших территорию современной Мексики, и многих других древних народов. Опираясь на свои изыскания в области астрономии, Великовский утверждал, что глобальные катаклизмы и потрясения на Земле отнюдь не завершились задолго до появления на ней человека, а происходили и в историческое время, то есть сравнительно недавно, во II и I тысячелетиях до нашей эры.
Например, он утверждал, что как раз во время исхода произошло столкновение Земли с Венерой, которая откололась от Юпитера и двигалась в межпланетном пространстве в виде гигантской кометы, прежде чем стать планетой Солнечной системы. Великовский ссылается, в частности, на составленные за 500 лет до исхода вавилонские астрономические таблицы, в которых Венера упоминается не как планета, а как комета.
Новые теории Великовский выдвинул также в геологии, палеонтологии, климатологии, биологии и ряде других наук, пересмотрел периодизацию древней истории народов Ближнего Востока и всего Средиземноморья.
Теории Великовского противоречили результатам трудов нескольких поколений ученых и ставили под сомнение исходные принципы построения науки. Поэтому научный мир (среди немногих исключений был А. Эйнштейн) подверг Великовского остракизму. После того, как он попытался представить некоторые открытия, особенно сделанные с помощью искусственных спутников (радиоизлучения Юпитера, высокой температуры поверхности Венеры, наличия аргона в атмосфере Марса, радиационного пояса вокруг Земли и т. д.), в качестве подтверждения своих предсказаний, за ним утвердилась репутация шарлатана. Однако многие, в том числе и некоторые известные ученые, поддерживали его.