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.