W 1949 dzięki pomocy biskupa Aloisa Hudala, który sześć lat wcześniej został zwerbowany przez hitlerowski wywiad, uciekł do Argentyny. Tam został namierzony przez Mosad, lecz nie został zatrzymany, bowiem priorytetem Mosadu było wówczas zatrzymanie Adolfa Eichmanna. W 1959 przeniósł się do Paragwaju, a w 1960 znalazł się w Brazylii. Nigdy nie stanął przed sądem, chociaż za pomoc w jego schwytaniu wyznaczono nagrodę w wysokości 10 mln marek. W ostatnich latach życia w Brazylii czytał Tołstoja, Ringelnatza i przemówienia Hitlera. Nie akceptował twórczości i osoby Carla Zuckmayera (autora dramatów i Generał diabła), gdyż uznawał go za rasowego mieszańca.

Zmarł 7 lutego 1979 niedaleko Santos w Brazylii – w czasie kąpieli w oceanie doznał prawdopodobnie udaru mózgu i utonął. Został pochowany jako Wolfgang Gerhard w miejscowości Embu das Artes. Przeprowadzone w 1992 badania DNA potwierdziły tożsamość Mengelego.

Odznaczenia Krzyż Żelazny I klasy – 1942 Krzyż Żelazny II klasy – 1941 Krzyż Zasługi Wojennej II klasy Medal za Kampanię Zimową na Wschodzie 1941/1942 Medal za Opiekę nad