Quan va succeir el cop militar de 1964, es va exiliar a Bolívia, després a l'Uruguai i finalment a Xile. A Xile, va ser professor de marxisme, fins que la dictadura d'Augusto Pinochet ho va empresonar a l'Estadi Nacional. Va treballar en altres països com els Estats Units, en l"'Institute for Advanced Studies" a Princeton, sent un exili de 14 anys. Serra va retornar al seu país després que la pena de presó que li pesava (per la seva oposició a la dictadura militar) fos prescrita.