W latach 1911 i 1912 opublikował swoją najbardziej znaną pracę na temat aerodynamiki, opisującą nazwane następnie jego nazwiskiem zjawisko ścieżki wirów Kármána (ang. Von Kármán vortex street, niem. Kármánsche Wirbelstraße). Zjawisko to powodowało, przy odpowiedniej prędkości wiatru, poprzeczne wahania cienkich kominów prowadzące nawet do ich złamania. Po habilitacji przeniósł się do Akwizgranu by wykładać na Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, na której przejął instytut aerodynamiki.
Z końcem lat dwudziestych XX wieku rozpoczął intensywną współpracę naukową z USA, jednakże dopiero po przejęciu władzy przez nazistów i po wyrzuceniu go z uniwersytetu przeniósł się na stałe do Ameryki. W USA był jednym z pierwszych pracowników naukowych Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie, Kalifornia. Von Kármán był m.in. konstruktorem pierwszego na świecie samolotu ponaddźwiękowego Bell X-1.
Zmarł w 1963 w czasie pobytu w sanatorium w Akwizgranie.
Jego nazwiskiem została nazwana umowna granica pomiędzy atmosferą Ziemi a przestrzenią kosmiczną, przebiegająca na wysokości 100 km, tzw. Linia Kármána.
Literatura
Michael H. Gorn: The universal man: Théodore von Kármán's life in aeronautics. – Waszyngton: Smithsonian Inst. Pr., 1992. – ISBN 1-56098-165-2.
Kärin Nickelsen (Mitarb.): Theodore von Kármán: Flugzeuge für die Welt und eine Stiftung für Bern. – Bazylea: Birkhäuser, 2004. – ISBN 3-7643-7135-8.