Anfang des Jahres 1900 emigrierte Takamine in die USA und gründete in New York City ein Forschungslabor. Die Exklusivrechte zur Herstellung von Takadiastase verkaufte er an das US-Pharmaunternehmen Parke Davis. Dies brachte ihm insgesamt 30 Millionen US-Dollar ein. Im Jahr 1901 isolierte Takamine zeitgleich mit Thomas Aldrich das Hormon Adrenalin aus tierischen Nebennieren (dazu hatte er 8000 Ochsennebennieren benötigt, woraus er vier Gramm Substanz erhielt) und schuf die seither verwendete Stoffbezeichnung "Adrenalin" auf Anregung des befreundeten Chirurgen Norton Wilson. Es war der erste stark wirksame Bronchodilatator bei Asthma. 1904 wurde Takamine eine besondere Ehre erteilt. Der japanische Kaiser Meiji ließ für die Weltausstellung in St. Louis einen Pavillon bauen. Er bestand aus zwei nachempfundenen japanischen Adelshäusern im "shinden"-Stil nach dem Vorbild des kaiserlichen Palastes in Kyōto. Am Ende der Weltausstellung erhielt Takamine die Gebäude mit dem Namen "Shōfūden" vom Kaiser als Geschenk. Sie wurden zu seinem Anwesen 75 Meilen nördlich von New York gebracht und dort wieder aufgebaut. Im Jahr 1906 erhielt Takamine den Doktortitel in Pharmakologie. 1909 dienten die beiden Gebäude als Gästehaus für den japanischen Prinzen Kuni Kuniyoshi und dessen Gemahlin "Prinzessin Kuni". 1922 verstarb Jōkichi Takamine im Lenox-Hill-Hospital in New York City.