Перелом наступил в 1956 году, когда Мария опубликовала работу «Предыстория Восточной Европы. Часть I. Культуры мезолита, неолита и бронзового века в России и Балтии», в которой предложила использовать классификацию типов курганов для определения границ расселения славян. Тогда к ней и приходит заслуженное признание.
Позже эту работу сравнят по значению с трудом Ж.Ф. Шампольона, расшифровавшего египетские иероглифы. Мария получает стипендию на четыре года от Национального научного фонда для продолжения своей работы. Весной 1958 года выходит вторая часть ее книги «Предыстория Восточной Европы», в которой она представила полную разработку маршрутов славянских миграций в Европе. Практически одновременно выходит ее работа «Древнейшие символы в литовском народном искусстве», где она показала наличие индоевропейского субстрата в искусстве народов Балтии.
По просьбе профессора Р. Якобсона М. Гимбутас подготавливает и начинает читать в Калифорнийском университете курс лекций по ранней истории славян. За этот курс и свои работы 1960 года она получает премию Международного комитета по делам беженцев.
Летом 1960 года М. Гимбутас впервые посещает СССР. В Москве она выступает на Международном конгрессе востоковедов. Благодаря помощи знакомых ей удалось съездить в Вильнюс и повидаться с матерью и сестрами. Поскольку она скрывала, что у нее есть родные в Советском Союзе, после возвращения в США ей пришлось оправдываться перед властями, ведь отношения между странами оставались по-прежнему очень сложными. И все же М. Гимбутас становится последовательным сторонником расширения научных связей между двумя странами и сама при любой возможности посещает многие европейские университеты.
С сентября 1963 года М. Гимбутас становится профессором Калифорнийского университета и вместе с семьей переезжает в Лос-Анджелес, где проработает до конца своих дней. За эти годы она становится главой кафедры европейской археологии, куратором археологического отдела Музея истории человеческой культуры. Там же выходит ее следующая монография «Культуры бронзового века в Центральной и Восточной Европе», в которой она дает развернутое изложение результатов своих исследований.
М. Гимбутас назначают руководителем всех раскопок неолитических поселений в Югославии, Македонии, Греции и Италии. Каждое лето она выезжает в экспедиции и одновременно выступает с лекциями в различных университетах. Результаты ее работ отмечены многими научными премиями. В 1968 году газета «Лос-Анджелес таймс» объявляет М. Гимбутас женщиной года. Тогда же она становится членом Американской академии наук. Почти ежегодно выходят ее научные работы и книги. Их переводят на различные языки мира. В 1971 году М. Гимбутас публикует книгу «Славяне», вскоре вышедшую на основных европейских языках.
Огромный материал, собранный в результате многолетних раскопок, позволил ученому создать целостное представление о развитии Европы до начала индоевропейского влияния. На основе своих находок М. Гимбутас публикует книгу «Боги и богини Древней Европы», которая приносит ей всемирную известность. Написанное в доступной даже для неподготовленного читателя форме исследование сочетает научную строгость с увлекательностью изложения.
М. Гимбутас смогла доказать, что все стороны жизни и культуры древних европейцев определялись их религиозными верованиями. Сосредоточив внимание на изучении неолитических изображений и символов, М. Гимбутас привлекает множество материалов из смежных наук: данные лингвистики, религиоведения, сравнительной мифологии. Свой метод сама М. Гимбутас назвала археоэтимологическим.
С 1979 года по инициативе М. Гимбутас проводятся междисциплинарные конференции «Развитие европейских и анатолийских культур». В 1981 году она приезжает в СССР как фулбрайтовский стипендиат, читает лекции в Москве и наконец получает разрешение на посещение Вильнюса. В течение двух месяцев профессор М. Гимбутас работает в Вильнюсском университете. На ее лекциях побывало более трех тысяч студентов. В свободное время она много ездила и осматривала археологические памятники. М. Гимбутас впервые ввела литовскую культуру во всемирный контекст и постоянно пропагандировала ее изучение.
В 1989 году выходит ее следующая большая работа – книга «Язык богинь», в которой она проанализировала тысячи женских изображений, найденных археологами во всех уголках земли. Исследовательница пришла к выводу, что широкое распространение таких находок доказывает центральное положение женщины в первобытной культуре и само существование этой культуры в тесной связи с природой.