Благодаря вмешательству дирекции и сотрудников института Варбурга (Лондон) Эрнст Китцингер был освобождён и смог воспользоваться стипендией Дамбартон-Окса, чтобы уехать в США. В Дамбартон-Оксе в 1946 г. он стал старшим преподавателем (англ. assistant professor), в 1951 г. – доцентом (associate professor), в 1956 г. – профессором византийского искусства и археологии. С 1955 по 1966 гг. Эрнст Китцингер занимал должность руководителя научно-исследовательских работ. В первые годы пребывания в Дамбартон-Оксе Эрнст Китцингер стал участником так называемого архивного проекта (начат в 1941 г. В. Кёлером) по сбору информации о местах раскопок и других материалов в странах, входивших некогда в состав Византийской империи. Эрнст Китцингер вёл исследовательскую работу на Балканах; её результатом стала статья о напольных мозаиках Стоби, Македония. Его интересовали стиль и сюжеты напольных мозаик; Эрнст Китцингер одним из первых стал изучать не только их элементы для определения датировки зданий, в которых они находились, но и как самостоятельные произведения искусства, отражающие происходящие в нём стилистические и содержательные изменения. Второй большой проект изучения мозаик в центре Дамбартон-Окса, участником которого был Эрнст Китцингер, – мозаики норманнской Сицилии. В 1949 г. по просьбе А.М. Френда, руководившего тогда научно-исследовательскими работами, Эрнст Китцингер отправился на Сицилию, в том же году вышла его статья о мозаиках Палатинской капеллы в Палермо: прежде всего, в ней говорилось об участии заказчика мозаик короля Рожера II в составлении их иконографической программы. Эрнст Китцингер занимался сицилийскими мозаиками до конца своей жизни. При поддержке А.М. Френда он обратился к изучению ранних икон; итогом этой работы стала статья «Почитание икон в доиконоборческий период». В 1955 г. Эрнст Китцингер стал руководителем научных исследований в Дамбартон-Оксе, ему пришлось уделять больше времени организационной работе. Именно тогда из частного учреждения, направления деятельности которого отражали научные интересы его основателей, Дамбартон-Окс стал международным научным центром по изучению византийской цивилизации: истории, литературы, теологии, литургики, музыки, права, археологии и истории искусства. Двум последним Эрнст Китцингер придавал особое значение, поскольку считал, что образы занимали центральное положение в идеологии византийского общества. Он также полагал, что культуру Византии нужно рассматривать в более широком контексте – в диалоге с соседними странами: славянскими, ближневосточными, латинскими. Эрнст Китцингер не считал себя византинистом, как и другие великие учёные его поколения (Х. Бухталь, О. Демус, А. Грабар, Р. Краутхаймер); его интересовало как византийское искусство, так и западное. При нём в Дамбартон-Оксе началось формирование фотоархива и архива археологических раскопок.