После нападения Германии на СССР в Литву входят немецкие войска. Снова начинает работать университет, и Мария продолжает учебу. В июне 1942 г. она блестяще защищает дипломную работу по археологии, и ее оставляют в университете для подготовки докторской диссертации. В конце 1943 г. у Марии рождается дочь Данута.
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.
