Szent-Györgyit már 1934-ben is jelölték a Nobel-díjra, végül is
1937-ben kapta meg: " ... a biológiai égésfolyamatok, különösképpen a
C-vitamin és a fumársavkatalízis szerepének terén tett
felfedezéseiért" indoklással. A Nobel-díj meghozta a szakmai
elismerést és a világhírnevet. A Magyar Tudományos Akadémia 1938-ban
rendes tagjai sorába választotta (1935-től levelező tagja volt annak),
majd a szegedi egyetem rektora lett, ahol az izommozgás biokémiájával
kezdett el foglalkozni. Szakmai berkekben általános a felfogás, hogy
Szent-Györgyi ezen a téren is a Nobel-díjjal értékelt munkájával
egyenértékű eredményeket ért el, melyek közül a legjelentősebbnek a
mechanikai izommozgás fehérjekémiai hátterének feltárását tekintik.
A második világháború végjátékában kémregénybe illő események
szereplőjévé válik. Szent-Györgyi Albertet kitűnő angol kapcsolataira
építve a Kállay-kormány Isztambulba küldte. A titkos diplomáciai
küldetés célja Magyarország háborúból való kiugrásának az előkészítése
volt. Lefolytatta a tárgyalásokat, a kiugrási kísérlet mégis
meghiúsult, a németek viszont tudomást szereztek Szent-Györgyi
útjáról. Az 1944. március 19-i német megszálláskor kénytelen volt
illegalitásba vonulni. Hitler személyesen adott parancsot
elfogatására, s a Gestapo mindent elkövetett kézre kerítésének
érdekében. Szinte az utolsó pillanatban sikerült őt kicsempészni a
svéd nagykövetségről, ahonnan a már szovjet hadsereg által ellenőrzött
területre került.
Közvetlenül a háború befejezése után állt neki az Akadémia
újjászervezésének, de minduntalan a konzervatív akadémikusok
ellenállásába ütközött, ezért egy új Természettudományi Akadémiát
hívott életre. Elnökéül azt a Bay Zoltánt választották, aki később
követette őt az Amerikai Egyesült Államokba és elévülhetetlen
érdemeket szerezett a fizika területén. Tagjai sorában ott volt Wigner
Jenő (Nobel-díjas fizikus), Neumann János (a számítógép atyja), Riesz
Frigyes (világhírű matematikus), Hevesy György (kémiai Nobel-díjas) és
még sokan mások. Végül is a kormány a két akadémiát összevonta és bár
Szent-Györgyit kérték fel az elnöki poszt elfoglalására, ő maga
helyett Kodály Zoltánt javasolta.
Rákosi színrelépését követően a kommunisták fokozódó agresszivitással
és egyre leplezetlenebbül kezdtek fellépni az ideológiájukkal nem
szimpatizálókkal szemben. Szent-Györgyi 1947-ben éppen a svájci
Alpokban töltött néhány hetet, amikor értesült arról, hogy jó
barátját, Zilahy Lajos írót otthon letartóztatták. Ekkor úgy döntött,
hogy nem tér vissza Magyarországra, hanem letelepedik az Egyesült
Államokban és ott folytatja tovább kutatásait. Példáját nemsokára
számosan követték a tudományos és művészvilág kimagasló személyiségei
közül.
Először a National Institute of Health tudományos munkatársa lett, nem
sokkal később azonban létrehozták számára a Woods Hole-i Marine
Biological Laboratoryban az Institute for Muscle Research (Izomkutató
Intézet) részleget, ahol a még Szegeden elkezdett kutatásait
folytathatta.
Tudósi tekintélyét is latba vetette, amikor az értelmetlen vietnami
háború ellen emelte fel szavát, igen keményen bírálva az amerikai
kormányt. Az őrült majom címmel kiadott könyve, amelyben a civilizáció
túlélési esélyeiről elmélkedik, máig a legjelentősebb háborúellenes
írások közé tartozik. Az enyhülés éveiben tagja volt annak az amerikai
delegációnak, amely Magyarországnak visszaadta a Szent Koronát.
Élete utolsó két évtizedét a rákkutatásnak szentelte. Bár a rákos
sejtek kialakulásáról kidolgozott hipotézisét a biológusok többsége
értetlenül fogadta, töretlen alkotókedve és vitalitása élete utolsó
percéig megmaradt.
Kilencvenhárom éves korában hunyt el 1986. október 22-én Woods
Hole-ban. Az Atlanti-óceán partján lévő házának kertjében van
eltemetve.