Весной 1944 г. в Литву вновь приходят советские войска. Опасаясь ареста, Мария решает бежать. Оставив в Вильнюсе мать и сестер, она вместе с мужем и маленькой дочерью переправляется на плоту через Неман и оказывается в Польше. Вместе с другими беженцами семья Гимбутас добирается до Австрии. После скитаний по разным городам им удается получить работу на фабрике в Инсбруке. Но вскоре завод разбомбили англичане, и Гимбутасы были вынуждены укрыться на небольшой горной ферме. Несколько месяцев они прожили там, помогая хозяевам и надеясь, что после войны смогут получить работу. Но в Австрию пришла Красная армия, и Гимбутасам снова пришлось бежать. Перейдя границу, они перебираются в Германию. Вначале муж Марии работает на ферме у знакомых, но вскоре семья перебирается в Тюбинген, где Мария начинает работать в университете.

Спустя год она благополучно защищает диссертацию и получает степень доктора археологии. В Тюбингене выходит ее первая книга о типах славянских погребений. 21 марта 1947 г. у Марии появляется вторая дочь Зевиле, но вскоре вся семья эмигрирует в США, поскольку Мария получает приглашение из Гарвардского университета.

В США она начинает работать приглашенным лектором и одновременно переводит научную литературу с разных славянских языков, пишет тексты лекций по древнейшей истории Европы. Одновременно с преподаванием она становится сотрудником антропологического отдела музея Пибоди. Наконец восстанавливается связь с живущими в Литве матерью и младшими сестрами. Они присылают Марии оставшиеся там рисунки и материалы. Позже Мария писала, что именно поддержка семьи помогла ей выстоять в первые годы жизни в США. В 1954 г. у нее рождается третья дочь Раса.

Перелом наступил в 1956 г., когда Мария опубликовала работу «Предыстория Восточной Европы. Часть I. Культуры мезолита, неолита и бронзового века в России и Балтии», в которой предложила использовать классификацию типов курганов для определения границ зоны расселения славян. Тогда к ней приходит заслуженное признание.

Позже эту работу сравнят по значению с трудом Ф. Шампольона, расшифровавшего египетские иероглифы. Мария получает четырехлетнюю стипендию от Национального научного фонда для продолжения работы. Спустя два года, весной 1958 г., выходит ее книга «Предыстория Восточной Европы», в которой она представила полную разработку маршрутов славянских миграций в Европе. Практически одновременно выходит ее работа «Древнейшие символы в литовском народном искусстве», где она показала наличие индоевропейского субстрата в искусстве народов Балтии.

По просьбе профессора Р. Якобсона Гимбутас разрабатывает и начинает читать в Калифорнийском университете курс лекций по ранней истории славян. За этот курс и свои работы в 1960 г. она получила премию Международного комитета по делам беженцев.

Летом 1960 г. Мария Гимбутас впервые посещает СССР. В Москве она выступает на международном конгрессе востоковедов. Благодаря помощи знакомых она даже смогла съездить в Вильнюс и повидаться с матерью и сестрами. Поскольку она ранее скрывала, что у нее есть родные в СССР, после ее возвращения в США ей пришлось оправдываться перед властями. Ведь отношения между странами оставались по-прежнему очень сложными. И все же, побывав в СССР, Гимбутас становится последовательным сторонником расширения научных связей между двумя странами, сама при первой же возможности неоднократно посещает многие европейские университеты.

С сентября 1963 г. Мария Гимбутас становится профессором Калифорнийского университета и вместе со всей семьей переезжает в Лос-Анджелес. В Калифорнии она проработает до конца своих дней. За эти годы она становится главой кафедры европейской археологии, куратором археологического отдела Музея истории человеческой культуры. Там же выходит ее следующая монография «Культуры бронзового века в Центральной и Восточной Европе», в которой она дала развернутое изложение результатов своих исследований.