Leta 1951 je vzpostavil sodelovanje z Literarnim inštitutom Jerzyja Giedroyca in pri oblasteh Francoske republike zaprosil za politični azil. Od tega trenutka je Miłosz začel objavljati v pariški Kulturi. Motive za prelom s Poljsko ljudsko republiko in emigracijo je predstavil v eseju Ujeti um in romanu Pridobivanje oblasti. Kmalu je Literarni inštitut izdal tudi Dolino Issa in Pesniško razpravo.

Leta 1960 se je preselil v ZDA, kjer je postal predavatelj na Fakulteti za slovanske književnosti in jezike kalifornijske univerze v Berkleyju. Naslednjih 20 let je svoje univerzitetno delo (predavanja o poljski in ruski književnosti ter o Dostojevskem in manihejstvu) združeval z literarnim delom. Tedaj nastanejo zvezki poezije Król Popiel in druge pesmi, Začarani Gucio in Mesto brez imena ter zbirke skic Zasebne dolžnosti in Kjer sonce vzhaja in kam zahaja. Leta 1978 se je upokojil.

Leta 1980 je prejel Nobelovo nagrado za književnost, ki jo je sprejel osebno v Stockholmu. To priznanje je spremenilo odnos oblasti poljske ljudske republike in mu omogočilo, da je leta 1981 prvič po 30 letih obiskal domovino. Med tem je prejel naziv častnega doktorja Katoliške univerze v Lublinu. Naslednja leta so pesniku prinesla vrsto izdaj njegovih del v tujih jezikih ter vrsto mednarodnih in domačih nagrad. Leta 1993 se je Miłosz za stalno vrnil na Poljsko. Nastanil se je v Krakovu, v stanovanju, ki ga je financiralo mesto, umrl je leta 2004.

Več njegovih del je prevedenih tudi v slovenščino, kot so: roman Dolina Isse, pesmi Somrak in svit, izbor esejev Življenje na otokih, kratka proza Psiček ob cesti, pesniška zbirka Od sončnega vzhoda do njegovega zahoda idr.