У 1921 — 1922 роках вів наукові дослідження як професор Ростоцького університету; разом зВальтером Герлахом експериментально довів існуваннямагнітного моментуатома.
1923 року Штерн обійняв посаду повного (дійсного) професораГамбурзького університету, яку покинув у1933 внаслідок незгоди з політикою нацистів (на знак протесту проти звільнення з Франкфуртського університету колег — учених-євреїв — за нацистськими антисемітськими законами про громадянські права).
1939 року Штерн отримав американське громадянство. Під час Другої світової війни працював консультантом Міністерства оборони США.
З 1945 Отто Штерн — член Національної АН США, Американського філософського товариства, почесний доктор Каліфорнійського університету, Швейцарського федерального технологічного інституту. 1946 року Отто Штерн, який ніколи не був одружений, переїхав до Берклі (штат Каліфорнія), де мешкали дві його сестри. Тут він жив у відносній ізоляції, в останні роки призвичаївшись до вишуканого столу та сигар, охоче відвідував кіно. В одному з кінотеатрів Берклі 17 серпня 1969 року вчений помер від серцевого нападу.
Нобелівську премію з фізики1943 було присуджено Отто Штерну«за внесок у розвиток молекулярно-променевого методу і відкриття магнітного момента протона».
Храмов Ю. А. Штерн Отто (Stern Otto) // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 303. — 400 с.(рос.)
.svg)
