ต่อมาในวันที่ 8 พฤศจิกายน 2490 คณะทหารแห่งชาติที่มีพลโท ผิน ชุณหะวัณ เป็นผู้นำ และมีจอมพล ป. พิบูลสงครามเป็นหัวหน้าใหญ่ ยึดอำนาจการปกครองประเทศจากรัฐบาลพลเรือตรี ถวัลย์ ธำรงนาวาสวัสดิ์ คณะรัฐประหารยังหยิบยกข้อกล่าวหารุนแรงว่าปรีดีเป็นผู้บงการลอบปลงพระชนม์อดีตพระมหากษัตริย์ด้วย หลังจากยึดอำนาจสำเร็จ คณะรัฐประหารได้นำกำลังทหารพร้อมรถถังบุกยิงทำเนียบท่าช้างวังหน้าซึ่งปรีดีและครอบครัวอาศัยอยู่หวังจะจับกุมตัวเขา แต่เขาก็หลบหนีไปได้ภายใต้การอารักขาของทหารเรือและได้อาศัยฐานทัพเรือสัตหีบเป็นที่หลบภัยอยู่ชั่วระยะหนึ่ง เมื่อพิจารณาเห็นว่ายังไม่พร้อมต่อต้านคณะรัฐประหาร จึงได้ลี้ภัยการเมืองโดยความช่วยเหลือของสถานทูตสหราชอาณาจักรและสหรัฐไปยังประเทศสิงคโปร์ จนถึงปลายเดือนพฤษภาคม 2491 จึงออกเดินทางต่อไปยังสาธารณรัฐจีน ระหว่างนั้นทางการไทยออกหมายจับปรีดีในคดีลอบปลงพระชนม์ อีกทั้งขอให้ทางการสหราชอาณาจักรส่งตัวปรีดีเป็นผู้ร้ายข้ามแดนด้วย แต่ทางการสหราชอาณาจักรปฏิเสธ ทั้งนี้ ทางการสหรัฐปฏิเสธตรวจลงตราเดินทางแก่ปรีดีเพราะไม่อยากสร้างความขุ่นเคืองแก่จอมพล ป. พิบูลสงคราม