После нападения Германии на СССР в Литву входят немецкие войска. Снова начинает работать университет, и Мария продолжает учебу. В июне 1942 года она блестяще защищает дипломную работу по археологии, и ее оставляют в университете для подготовки докторской диссертации. В конце 1943 года у Марии рождается дочь Данута.
Весной 1944 года 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 ферме в горах. Они прожили там несколько месяцев, помогая хозяевам и надеясь, что после войны смогут получить работу. Но в Австрию входит Красная армия, и Гимбутасам снова приходится бежать. Перейдя границу, они перебираются в Германию. Вначале Юргис работает на ферме у знакомых, но вскоре семья переезжает в Тюбинген, где Мария начинает работать в университете.
Спустя год она защищает диссертацию и получает степень доктора археологии. В Тюбингене выходит ее первая книга о типах славянских погребений. В марте 1947 года у Марии рождается вторая дочь, Зевиле.
Вскоре вся семья эмигрирует в США, поскольку Мария получает приглашение из Гарвардского университета. В США она начинает работать приглашенным лектором и переводит научную литературу с разных славянских языков, трудится над лекциями по древнейшей истории Европы. Одновременно с преподаванием она становится сотрудником антропологического отдела музея Пибоди. Наконец восстанавливается связь с оставшейся в Литве матерью и младшими сестрами. Они присылают Марии ее рисунки и материалы. Позже Мария писала, что именно поддержка семьи помогла ей выстоять в первые годы жизни в США. В 1954 году у нее рождается третья дочь, Раса.
Перелом наступил в 1956 году, 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 расселения славян. Тогда к ней и приходит заслуженное признание.
Позже эту работу сравнят по значению с трудом Ж.Ф. Шампольона, расшифровавшего египетские иероглифы. Мария получает стипендию на четыре года от Национального научного фонда для продолжения своей работы. Весной 1958 года выходит вторая часть ее книги «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.
