”Det är en stor ära att få möjligheten att träna det mest fantastiska laget i fotbollshistorien”, säger Hayes i ett pressmeddelande.
USA:s tillfälliga förbundskapten Twila Kilgore kommer att leda laget tills Hayes blir tillgänglig efter Super Women's Super Leagues avslutning i maj.
Chelsea hade redan kommunicerat att 47-åriga Hayes ska lämna klubben efter säsongen.
”Drömt om att få träna USA så länge”
”Jag har drömt om att träna USA länge så att få denna möjlighet är en dröm som går i uppfyllelse. Jag vet att det finns arbete att göra för att uppnå vårt mål att vinna konsekvent på högsta nivå”, säger Hayes.
De ekonomiska villkoren är inte offentliggjorda men det amerikanska förbundet meddelar att Hayes kommer att bli den bäst betalda tränaren inom damfotbollen.
Hayes tog Chelsea till 14 stora titlar, varav sex i ligaspelet.
I Chelsea spelar svenskorna Zecira Musovic och Johanna Rytting Kaneryd.