Guthe emigreerde naar de Verenigde Staten in de zomer van 1892 om te trouwen met Clara Belle Ware (1867-1947), uit Grand Rapids, Michigan. Het koppel ontmoette elkaar tijdens het bezoek van Ware aan Duitsland in 1890-91. In 1893 kreeg hij een functie als docent natuurkunde aan de Universiteit van Michigan en in 1900 werd hij gepromoveerd tot assistent-professor. In 1903 nam Guthe een functie aan als assistent-fysicus bij het toen pas opgerichte National Bureau of Standards in Washington, DC (nu het National Institute of Standards and Technology). In 1905 aanvaardde hij een uitnodiging om professor in de natuurkunde en voorzitter van de afdeling Natuurkunde aan de Universiteit van Iowa te worden. Guthe was een jurylid van de St. Louis Exposition.
in 1904 en was vice-president van de American Association for the Advancement of Science in 1908. In 1909 verzocht de Universiteit van Michigan Guthe om terug te keren als volwaardig professor in de afdeling Natuurkunde, en hij verhuisde terug naar Ann Arbor met zijn jonge gezin. In 1912 werd Guthe benoemd tot decaan van de pas opgerichte Graduate School aan de Universiteit van Michigan.