Кеннон вышел на пенсию и оставил Гарвард. Вскоре он получил предложение занять должность профессора-консультанта в Нью-Йоркском университете, переехал в Нью-Йорк и некоторое время работал там. Заинтересовавшись проблемами электрофизиологии головного мозга, У. Кеннон вместе со своим учеником А. Розенблюмом отправился в Мексику в Институт кардиологии, где провел ряд исследований. Он был уверен в том, что это направление вскоре завоюет популярность и хотел сам попробовать эти методы. Однако возраст не позволял ученому всерьез углубиться в изучение этой области, и вскоре Кеннон вернулся в США. Автобиографическая работа «Путь исследователя», начатая им по возвращении, так и не была закончена. Уолтер Кеннон умер 1 октября 1945 г. во Франклине от лейкемии.
По образованию У. Кеннон был физиологом, однако его вклад в психологию трудно переоценить. Он разработал теорию саморегуляции организма, этот процесс получил у него название «гомеостаз». Теория гомеостаза была использована во многих областях психологической науки, социологии и кибернетики. Большинство его теорий непосредственно связаны с психологией. Так, он предложил альтернативу принятой в то время теории Джемса—Ланге, подвергнув критическому анализу концепцию своего учителя. Впоследствии она была названа теорией Кеннона—Барда.
.