Od połowy 1945 r. uczył w szkole średniej w Hohenwepel. Następnie wyjechał do Brukseli, gdzie rozpoczął wykładać logikę w Polskim Instytucie Naukowym. Rok później otrzymał zaproszenie od rządu Irlandii, który zaoferował Łukasiewiczowi możliwość pracy naukowej. Pod koniec 1946 r. został mianowany profesorem tymczasowym Królewskiej Akademii Irlandzkiej, a w styczniu 1947 r. profesorem logiki matematycznej Królewskiej Akademii Irlandzkiej. Od 1950 r. był członkiem Polskiego Towarzystwa Naukowego na ObczyźniePolskie Towarzystwo Naukowe na Obczyźnie. Łukasiewicz nigdy nie powrócił do komunistycznej ojczyzny. W 1949 r. pod naciskiem władzy został usunięty z PAU.
Rok przed śmiercią otrzymał doktorat honoris causa Kolegium Trójcy Świętej w Dublinie. Zmarł 13 lutego 1956 r. na zawał serca, który był następstwem operacji kamieni woreczka żółciowego.
Od 1956 do 2022 roku spoczywał na cmentarzu Mount Jerome w Dublinie (A+36, numer 495). W listopadzie 2022 roku, z inicjatywy premiera Mateusza Morawieckiego, jego szczątki zostały sprowadzone do Polski i uroczyście pochowane na Starych Powązkach w Alei ZasłużonychSzczątki prof. Jana Łukasiewicza spoczęły na Powązkach.