更让他觉得情势有异，快速携带着些许资金和组织名册准备逃亡。1952年3月，他决定逃亡到日本，先逃至基隆港，向工头买通上船工作的红帽，混入港口码头，担任搬运输往日本之香蕉的工人。同年5月6日，遭通缉的他得到逃亡机会，託人将红帽携出后，自己借由藏匿在隶属轮船招商局（今阳明海运）、载运香蕉至日本的5,000吨货轮「天山轮」的货舱里，从基隆秘密偷渡到日本神户。1952年5月19日，史明搭乘的「天山轮」驶抵神户港。尽管顺利逃离台湾，但史明从神户登陆上岸不久，就遭巡逻的日本警察逮捕，并被日本政府以「非法入境」罪名拘