Na de wedstrijd begonnen Charles en Ray samen te werken aan verschillende designprojecten, met een focus op meubelontwerp en het experimenteren met nieuwe materialen zoals multiplex en glasvezelversterkte kunststof. In 1946 richtten ze het Eames Office op. Ze werkten aan diverse projecten, waaronder meubels, films, tentoonstellingen en architectuur. Een van hun vroege doorbraken was de massaproductie van hun ontwerpen door Herman Miller, een meubelfabrikant. Dit leidde tot iconische ontwerpen zoals de Eames Lounge Chair en de Eames Plastic Chair-serie. De tweede wereldoorlog onderbrak hun werk in plaats daarvan schakelden ze over op het vervaardigen van been-/armspalken, lichaamsbrancarden en pilotenstoelen van multiplex voor de Amerikaanse marine.

Will Fehlbaum de oprichter van Vitra kwam in 1957 in zijn trip naar New York een stoel van Charles en Ray Eames tegen. Hij was gefascineerd bij het innovatieve design en bereid om het in Europa te introduceren. Hij zocht contact op met Charles en Ray, wat later leidde tot het fabriceren van de Eames producten door Vitra. De professionele relatie groeide als snel uit tot een goede vriendschap. Charles en Ray Eames hebben een blijvende impact op Vitra.