2010年、300万ドルを上回るオファーや先発としてのオファーは来ることなく2月22日にニューヨーク・ヤンキースと単年120万ドルで契約。前年と同じく開幕前には来日して斗山ベアーズやSKワイバーンズの春季キャンプに数日間参加した。7月までに防御率は5点台半ばと満足な成績を残せず、トレード期限寸前となる7月末にチームがケリー・ウッドを獲得したことに伴い、戦力外通告を受けてウェイバー公示され、ピッツバーグ・パイレーツに移籍。中継ぎとして防御率3.49、WHIP1.13という成績を残した。10月1日のフロリダ・マーリンズ戦でメジャー通算124勝目を挙げ、野茂英雄の123勝を超えてメジャーリーグにおけるアジア人最多勝記録を作った。
2009年はフィラデルフィア・フィリーズと年俸250万ドルの1年契約を結ぶ。2009年1月、WBCへの出場辞退と、韓国代表からの引退を発表した。開幕前には来日して斗山ベアーズやSKワイバーンズの春季キャンプ(高知県、宮崎県で実施)に数日間参加。中継ぎとしての起用が見込まれていたが、プレシーズンゲームで好投を続けたこともあって先発5番手の座を手にして開幕を迎えた。しかし、シーズン突入後は7回の先発機会で1勝1敗、防御率7.29、WHIP 1.74と結果を残すことができなかった。フィラデルフィアの好調な打線に救われて負けこそつかなかったものの、5月半ばに1回1/3で5失点KOされたのを契機にJ・A・ハップに先発の座を奪われ、ブルペン要員となった。中継ぎとしては防御率2.52・WHIP1.18、ホールド13という成績を残した。わずかではあるが打席にも立ち、ナ・リーグに戻ってからの5年で初めてのホームランを打った。中継ぎの弱いフィラデルフィアにおいて、ロングリリーフを任せられる貴重な戦力としてリーグ優勝に貢献した。しかし、9月半ばにハムストリングを痛め、さらにリハビリ登板中に故障を再発させてそのままシーズンを終え、チームはポストシーズンに進出したが、ディビジョンシリーズのロースター登録からは外された。リーグチャンピオンシップで復帰し、生涯ではじめてのワールドシリーズでの登板を果たした。オフにはチームがパクに対する年俸調停権を破棄。年末に中継ぎ専任として300万ドルのオファーを出したものの、先発挑戦を諦めきれなかったパクは、それ以上の年俸と先発への挑戦ができる条件を待った。
2008年は古巣であるロサンゼルス・ドジャースとマイナー契約を結んでスプリングトレーニングに招待選手として参加。オリンピック世界最終予選にはキャンプを優先して参加しなかった。開幕直前に40人枠から漏れ、マイナーで開幕を迎えた。開幕投手に予定されていたが、寸前にドジャースのロースター調整でメジャーに昇格。4月8日のアリゾナ・ダイヤモンドバックス戦にリリーフで登板した。当初は敗戦処理中心であったが、ロングリリーフ、ミドルリリーフ、谷間の先発をもこなす貴重な存在としてシーズンを送った。7月中旬に斎藤隆が負傷離脱したチーム事情からセットアップマンをつとめるようになったあたりで調子を崩し、防御率は中継ぎとしては物足りない3点台半ばであったものの、キャリア初のセーブ・ホールドを挙げるなどチームの西地区優勝に貢献した。
ニコラエフスクを焦土にしたトリャピーツィン一行が、ケルビ（ニコラエフスクから96キロ）に到着するまでに、人数は相当に少なくなっていた。強制動員されていた農民たちは、逃げ出して村に帰り、日本軍の報復を怖れた中国人や朝鮮人たちも、タイガへと逃れた者が多かった。6月3日にニコラエフスクを占領した日本軍は、トリャピーツィン一行を捕らえるつもりではあったが、アムール川からアムグン川にかけて、日本軍が跡を追えないようにバージ(艀)などの障害物が沈められていて、すぐに航路を使うことは不可能であり、またタイガに逃げ散ったパルチザンを捕まえることも難しかった。その間、ニコラエフスクからの避難民が、ブラゴヴェシチェンスク、ハバロフスク、ウラジオストク、日本に現れ、事件の全容が外部に知られはじめた。ソビエト政権系のジャーナリズムは、当初、トリャピーツィンの言い分をそのままに、赤軍の正義と日本軍の裏切りを言い立てていたが、労働者が大半である数千人の市民の虐殺と街の破壊を、日本軍の責任にできるわけもなく、ボルシェヴィキは困惑せざるをえなかった。危機感を持ったハバロフスクのソビエト代表団は、6月の終わりにアムグン地域に出向き、反トリャピーツィングループと接触した。反トリャピーツィングループを指導していたのは、殺されたブードリンと友人だった砲手アンドレーエフである。協力者には、朝鮮人第2中隊を率いていたワシリー朴がいた。ソビエト代表団と接触したことによって、アンドレーエフは行動を起こした。ケルビのパルチザン本部は、アムグン川に停泊する蒸気船の中にあったが、7月3日の夜、本部で眠るトリャピーツィンとニーナ・レベデワが逮捕され、続いて指導部全員が捕らえられた。9日、人民裁判が行われ、トリャピーツィンとニーナ・レベデワ以下7名が銃殺となった。裁判の中でトリャピーツィンは、「もし自分がニコラエフスクで行った全てのことのために裁かれるのならば、その時の同志や自分を裏切って裁判に渡し、逮捕した人々も含めて一緒に裁かれるべきだ」と述べた。判決文におけるトリャピーツィンの主な罪状は、5月22日から6月2日までのニコラエフスク大殺戮を許容したこと、さらに7月4日まで、サハリン州諸村でも虐殺命令を発していたこと、ブードリンなど数名の仲間の共産主義者を射殺したこと、であって、日本人の虐殺については、まったく触れられていない。同時に、「ニコラエフスク管区赤軍司令官として在職中、ソビエト政治の方針に従わず、職権者を圧迫し、ロシア共和国政府のもとで活動していた労働者間の共産主義に対する信頼を傷つけた」ことを罪状に上げ、トリャピーツィンとニーナ・レベデワは、ソビエト政権への反逆者であったと、位置づけている。