Ayer byl Grote profesorem filozofie mysli a logiky na University College London od roku 1946 do roku 1959, kdy se stal Wykeham profesorem logiky na univerzitě v Oxfordu. Byl prezidentem Aristotelian Society od roku 1951 do roku 1952. Byl povýšen na rytíře v roce 1970.
Ayer získal vzdělání v humanitních vědách na Eton College a za druhé světové války sloužil v britské armádě, nějakou dobu pracoval ve vojenské rozvědce. Byl známým společenským míchačem a sukničkářem a byl čtyřikrát ženatý, včetně Dee Wellsové a Vanessy Lawsonové. Údajně rád tančil a navštěvoval kluby v Londýně. Byl vášnivým příznivcem fotbalového klubu Tottenham Hotspur a byl známou tváří v davu, známý ostatním fanouškům jako ‚prof‘.
Ayer byl zapřisáhlý ateista a šel ve stopách Bertranda Russella debatou s jezuitským učencem Frederickem Coplestonem na téma náboženství.
Ayer byl úzce spojen s britským humanistickým hnutím. Od roku 1947 až do své smrti byl čestným spolupracovníkem racionalistické tiskové asociace. V roce 1965 se stal prvním předsedou Agnostické adopční společnosti a ve stejném roce vystřídal Juliana Huxleyho ve funkci předsedy Britské humanistické asociace, kterou zastával až do roku 1970. V roce 1968 redigoval „The Humanist Outlook“, sbírku esejů o smyslu humanismu.
Několikrát učil nebo přednášel ve Spojených státech, mimo jiné působil jako hostující profesor na Bard College na podzim roku 1987. Na večírku téhož roku pořádaném módním návrhářem Fernandem Sanchezem čelil tehdy sedmasedmdesátiletý Ayer Miku Tysonovi, který obtěžoval Naomi Campbellovou. Když Ayer požadoval, aby Tyson přestal, boxer řekl: „Víte, kdo kurva jsem? Jsem světový šampion v těžké váze,“ na což Ayer odpověděl: „A já jsem bývalý Wykehamský profesor logiky. Oba jsme ve svém oboru přední. Navrhuji, abychom o tom mluvili jako racionální muži.“ Ayer a Tyson se pak dali do řeči, zatímco Naomi Campbellová vyklouzla ven.
Krátce před svou smrtí v roce 1989 se mu dostalo publicity poté, co měl neobvyklý zážitek blízký smrti, který někteří mylně interpretovali jako odklon od svého celoživotního a slavného náboženského skepticismu. O tomto zážitku Ayer řekl, že „mírně oslabil mé přesvědčení, že má skutečná smrt… bude můj konec, i když stále doufám, že bude“.
Ayer je asi nejznámější pro svůj ověřovací princip, jak je prezentován v knize Jazyk, pravda a logika (1936), podle níž je věta smysluplná pouze tehdy, má-li ověřitelný empirický import, jinak byla buď „analytická“, je-li tautologická, nebo „metafyzická“ (tj. bezvýznamná), není-li ani empirická, ani analytická. Na knize začal pracovat ve věku 24 let a vyšla, když mu bylo 26 let. Ayerovy filozofické myšlenky byly hluboce ovlivněny myšlenkami Vídeňského kruhu a Davida Huma. Jeho jasná, živá a polemická expozice z nich činí Jazyk, pravda a logika nezbytnou četbou principů logického pozitivismu – kniha je považována za klasiku analytické filozofie 20. století a je hojně čtena v kurzech filozofie po celém světě.
V některých ohledech byl Ayer filozofickým nástupcem Bertranda Russella a napsal o tomto filozofovi dvě knihy: Russell a Moore: Analytické dědictví (1971) a Russell (1972). Napsal také úvodní knihu o filozofii Davida Humea.
V letech 1972-73 Ayer přednášel Giffordovy přednášky na University of St Andrews, později publikované jako The Central Questions of Philosophy. Stále věřil v názor, který sdílel s logickými pozitivisty: že velké části toho, co bylo tradičně nazýváno „filozofií“ – včetně celé metafyziky, teologie a estetiky – nebyly záležitosti, které by mohly být posuzovány jako pravdivé nebo nepravdivé a že je tedy nesmyslné o nich diskutovat. Není divu, že ho to učinilo nepopulárním u několika dalších filozofických oddělení v této zemi a jeho jméno je dodnes spíláno mnoha britskými profesory.
Ve svém díle „The Concept of a Person and Other Essays“ (1963) Ayer několikrát ostře kritizoval Wittgensteinovu teorii soukromého jazyka.
Ayerova teorie smyslových dat v Základech empirického poznání byla proslule kritizována kolegou Oxonianem J. L. Austinem v knize Rozum a citlivost, přelomovém díle filosofie běžného jazyka z 50. let. Ayer na to reagoval v eseji „Odmítl Austin teorii smyslových dat?“, kterou lze nalézt v jeho Metafyzice a zdravý rozum (1969).