En diciembre de 1938, poco después de la Noche de los cristales rotos, Rosenthal abandonó Alemania con destino a Suecia, país al que había sido invitado por mediación del historiador de las religiones sueco H.S. Nyberg (1889-1974). De Suecia pasó a Inglaterra, adonde llegó en abril de 1939, y finalmente a los Estados Unidos, en 1940, tras haber sido invitado a unirse al cuerpo docente del Hebrew Union College (HUC) de Cincinnati, Ohio. En 1943 se nacionalizó estadounidense y durante la guerra trabajó como traductor de árabe para los Servicios Estratégicos en Washington D.C. Terminada la guerra, volvió al mundo académico, primero en el HUC y, a partir de 1948, en la Universidad de Pensilvania. En 1956 fue propuesto para la cátedra Luis M. Rabinowitz de lenguas semíticas de Yale. Accedió a la cátedra Sterling en 1967 y se jubiló en 1985.