Etter å ha fått sin doktorgrad ble Sabato tildelt en stipendiatstilling i atom-stråling ved Curie-instituttet i Paris. Den 25. mai 1938 ble Jorge Federico Sabato, hans første sønn, født. I 1945 ble hans andre sønn, Mario Sabato, født. I 1999 ble Sabato tildelt italiensk statsborgerskap, i tillegg til hans opprinnelige argentinske statsborgerskap. Sabato døde i Santos Lugares, 30. april 2011, to måneder før han skulle ha fylt 100 år. Hans død var ifølge hans kone et resultat av bronkitt.