Etter krigen studerte Vrba kjemi og biologi ved Karlsuniversitetet i Praha, og tok doktorgraden. I 1958 ble han invitert til en internasjonal konferanse i Israel og der hoppet han av (flyktet). Han arbeidet i Israel ved Weizmann-instituttet (1958–1960) og i Storbritannia fra 1960. Han ble britisk statsborger i 1960. Han flyttet i 1967 til Canada og ble professor i farmakologi ved University of British Columbia. Han ble kanadisk statsborger i 1972. Ekteskapet med barndomsvennen Gerta Sidonova (1926-2020) ble oppløst før han hoppet av. Hun hoppet også av: Hun snek seg til fots med deres to felles småbarn over fjellene til Polen og kom seg til Danmark med falske papirer. Gerta ble professor i nevrologi ved University College London.