En 1937, Van Eyck arrive à New York via La Havane, Cuba, et fait la connaissance du compositeur Aaron Copland. Cela a conduit à une collaboration, ainsi qu'à des efforts en solo, en tant que compositeur et parolier sur une variété de chansons pour la revue et le cabaret. Il a également joué au clair de lune en tant que pianiste dans les bars et les boîtes de nuit. À cette époque, il a également commencé à travailler comme régisseur et arrangeur pour Irving Berlin. N'ayant pas peur d'essayer n'importe quel travail, il s'est essayé à la conduite d'un camion, et cela, d'une manière ou d'une autre, l'a conduit à Hollywood où il est devenu un protégé du réalisateur Billy Wilder. Wilder l'a incité à apparaître devant les caméras. En 1943, Peter a commencé une carrière dans le cinéma, à cette époque en tant que citoyen américain naturalisé. Pendant le reste de la décennie, il n'a pas eu grand-chose à faire mais à reconstituer essentiellement le même rôle d'officiers allemands et d'hommes de main de la Gestapo dans des films comme Les cinq secrets du désert (1943) et Address Unknown (1944).

Après la guerre, Van Eyck retourna en Allemagne, où il fut ironiquement choisi comme officier américain dans Hello Fräulein (1949). Il est également apparu dans la comédie Enfants de roi (1950), avec Jenny Jugo), comme un autre Américain. L'une de ses meilleures performances en tant qu'acteur a été dans le rôle de Bimba, dans le thriller à indice d'octane élevé d'Henri-Georges Clouzot Le salaire de la peur (1953). Van Eyck a joué un membre d'un groupe de chauffeurs de camion casse-cou traversant une jungle sud-américaine impénétrable avec une charge mortelle de nitroglycérine. Il y avait d'autres bons rôles: comme le Français coureur de jupons Fribert dans La fille Rosemarie (1958); un inspecteur de police enquêtant sur un meurtre célèbre dans Dr. Crippen lebt (1958), alias «Dr. Crppen lives»); un rôle principal comme Paul Decker, qui tente le meurtre parfait de sa femme dans : Crime sans indices (1958) de Guy Green; et l'un des deux frères industriels dans "…Et tout le reste n'est que silence" (1959) d'Helmut Kautner.

Dans les années 60, Peter Van Eyck apparaît de plus en plus dans des coproductions internationales immémorables. Installé en Suisse et ayant maintenu une résidence à Paris, il était idéalement placé pour alterner entre les rôles de films français, anglais et allemands. Il a été vu dans trois chaudières à propos du maître criminel Dr Mabuse, qui étaient extrêmement populaires en Allemagne. Ses meilleurs rôles au cours de cette période étaient ceux de l'officier de renseignement est-allemand Mundt, qui est la cible de L'espion qui venait du froid (1965); et en tant que colonel général von Brock dans le drame de guerre passionnant Le pont de Remagen (1969), qui était aussi son dernier film. Van Eyck est décédé près de Zurich en juillet 1969 d'une septicémie, juste avant son 58e anniversaire.