Эймс взял на себя самые сложные задания NACA, но в основном представлял физику. Он возглавлял комитет дипломатической службы недавно созданного Национального исследовательского совета, курировал план перекрестного лицензирования патентов NACA, который позволял производителям обмениваться технологиями. Эймс ожидал, что NACA будет поощрять инженерное образование. Он настаивал на том, чтобы университеты готовили больше специалистов по аэродинамике, а затем структурировал NACA так, чтобы молодые инженеры проходили обучение без отрыва от производства.
Эймс дал NACA целенаправленное видение, основанное на исследованиях, и решил, что аэродинамика является наиболее важной областью деятельности. Он поддерживал работы таких теоретиков, как Макс Мунк. Аэродинамические трубы мирового класса в авиационной лаборатории Лэнгли отражали его видение, а также веру, которую Конгресс возложил на него.
Эймс стал председателем главного комитета NACA в 1927 году. Два года спустя он принял Collier Trophy от имени NACA. Он сохранил NACA живым, когда Герберт Гувер пытался ликвидировать его и передать его обязанности промышленности. Эймс принял кандидатуру министра авиации Германа Геринга в Немецкую академию авиации. Тогда Эймс посчитал это за честь, как и многие американцы, и был удивлен, узнав об огромных инвестициях нацистов в авиационную инфраструктуру, которые тогда в шесть раз превышали NACA.
Эймс призвал к финансированию второй лаборатории и расширению объектов NACA для подготовки к войне. Инсульт в мае 1936 года парализовал правую сторону его тела. Он немедленно ушел с поста председателя исполнительного комитета NACA, а в октябре 1937 года ушел из главного комитета NACA. 8 июня 1944 года NACA официально посвятило свою новую лабораторию в Саннивейле, Калифорния, Джозефу С. Эймсу. Эймс умер в 1943 году, так и не ступив ногой в новую лабораторию, носящую его имя; Авиационная лаборатория Эймса (известная сегодня как Исследовательский центр Эймса).
