После окончания войны Хейердал продолжил свою научно-исследовательскую деятельность. Именно тогда родилась идея снарядить экспедицию, способную доказать, что индейцы Южной Америки могли дойти морским путем до Полинезии. 28 апреля 1947-го плот «Кон-Тики» отплыл от Перуанского побережья. Трехмесячное успешное плавание с пятью спутниками на борту, принесшее Хейердалу мировую известность, только укрепило его уверенность в правильности собственных предположений относительно миграции древних народов. Книга «Путешествие на «Кон-Тики», вышедшая в свет в 1949-м, была переведена на 67 языков и разошлась фантастическими тиражами, а документальный фильм, снятый путешественниками за время плавания, в 1951 году получил премию Американской киноакадемии «Оскар».
В 1948-м, после возвращения из плавания, произошел развод Хейердала с Лив. Они прожили вместе 12 лет, и у них родилось двое сыновей — старший Тур, или Турито, и младший Бьёрн. В том же году Хейердал женился во второй раз на Ивонн Дедекам-Симонсен, она родила ему троих дочерей.
В 1952-м Хейердал снарядил экспедицию на Галапагосские острова, а с 1955 по 1956-й — на остров Пасхи. Но его не оставляла мысль о большом океаническом путешествии, которое должно было подтвердить еще одно его предположение — о том, что древние египтяне могли, опередив и викингов, и Колумба, проникнуть на североамериканский материк. Как известно, стартовавшая в 1969 году «Ра-1» так и не смогла, в силу объективных причин, достичь намеченного Хейердалом Барбадоса, а потому год спустя им была снаряжена лодка «Ра-2», которая смогла достичь желанной цели.
После успеха этой экспедиции Хейердал говорил, что она будет последним таким путешествием в его жизни, но прошло еще 7 лет, и неутомимый путешественник, опять собрав своих верных спутников, спустил на воду «Тигрис». Ему предстояло стать доказательством существования связей между Месопотамией, долиной реки Инд и Египтом. Факел огня, охвативший самую большую из построенных им лодок, стал своеобразной акцией протеста Хейердала против войны в Африке.
В 1983-м Хейердал, которому к тому времени было уже 69, отправился на Мальдивские острова, чтобы доказать, и в первую очередь самому себе, что коралловые рифы, расположенные рядом с ними, были известны древним мореплавателям задолго до того, как они были обнаружены арабскими путешественниками в 1153 году. В 1988-м он уже был на севере Перу, в Тукуме, где исследует целую долину с 26 пирамидами и другими культовыми сооружениями индейцев. За время этой экспедиции Хейердалу удалось найти стены, которые были украшены изображениями, очень похожими на виденные им на острове Пасхи. В 1993-м в ходе раскопок на острове Тенерифе он изучил и идентифицировал еще несколько пирамид.
В 1996 году 82-летний Хейердал женился в последний раз — на Жаклин Бир, ставшей его верной спутницей до последнего часа.
В Россию, в Приазовье, он прибыл 10 апреля прошлого года. В нашей стране он пытался найти доказательства тому, что его соотечественники были выходцами с Азовского моря. Закончив первый этап раскопок и подытожив все увиденное им в книге «В поисках Одина. По следам нашего прошлого», он планировал продолжить поиски. Но Судьба распорядилась по-своему.
18 апреля 2002 года сердце этого удивительного человека остановилось.
Противники теории Хейердала обвиняли и до сих пор обвиняют его в расизме на том основании, что он игнорировал роль мигрантов с Азиатского континента в «деле» заселения Полинезии, отдавая приоритет американцам. При этом обвинителями чаще всего выступают те люди, которые знакомы с его деятельностью только в связи с его популярной литературой (он написал более 20 книг), но абсолютно не знают его научных работ. А ведь перу Хейердала принадлежат такие монографии, как «Американские индейцы в Тихом океане», «Искусство острова Пасхи» — серьезнейшие научные труды, настоящие докторские диссертации.
Плот «Кон-Тики» был копией древнего южно-американского судна. Плот был сооружен из 9 бревен бальзового дерева, срубленных в Эквадоре. Древесина этих деревьев является самой легкой (плотность 0,2—0,3 г/см3). Ее замкнутые поры обеспечивают крайне медленное впитывание воды. Связаны бревна были высокоэластичным растительным манильским канатом. Экипаж плота состоял из 6 человек. Продолжительность плавания — 101 день. Протяженность пути — 8 000 км. «Кон-Тики» отплыл из Калао в Перу 28 апреля 1947 года и спустя 3 месяца причалил у атолла Раройя архипелага Туамоту в Полинезии.