En 1904, Magón huyó de México cuando los tribunales prohibieron la impresión de sus escritos y permaneció en los Estados Unidos por el resto de su vida. La mitad de este período se pasó en prisión. Retomó la publicación de Regeneración y dirigió el Partido Liberal Mexicano (PLM) desde el extranjero. En 1906, se fue a California. Alrededor de este tiempo se produjeron levantamientos del PLM en México que fueron aplastados por el gobierno mexicano. Los EE.UU. simpatizaron con el gobierno mexicano y comenzaron a detener a los líderes del PLM en los EE.UU. Magón temía ser capturado y devuelto a México, donde se enfrentaba a la posibilidad de ejecución.
En 1907, un detective estadounidense llamado Thomas Furlong fue empleado por Enrique Creel, en ese momento gobernador de Chihuahua, para localizar disidentes mexicanos en los Estados Unidos. Había un gran número de expatriados que conocían su paradero y, como resultado, Furlong no tuvo dificultades para localizar a los disidentes en la ciudad. Magón, sin embargo, vivía en gran secreto en Los Ángeles. Usó un seudónimo, y solo otras dos personas en la ciudad conocían su verdadera identidad. Si necesitaban verlo, lo hacían entre la medianoche y el amanecer. Los disidentes en St. Louis pronto se dieron cuenta de que estaban siendo buscados por agentes que trabajaban para el gobierno mexicano. Librado Rivera abandonó la ciudad para evadir la captura y, aunque estaba constantemente en alerta por agentes que podrían estar siguiéndolo, no logró eludirlos. Fue seguido a Los Ángeles y al lugar de residencia de Magón. Furlong mantuvo la casa bajo vigilancia durante algún tiempo. Finalmente, el 23 de agosto de 1907, Magón, Rivera y Antonio Villarreal fueron detenidos por Furlong, dos de sus asistentes y algunos oficiales del departamento de policía de Los Ángeles.
Magón y otros miembros del PLM habían organizado una brigada de revolucionarios en Douglas, Arizona, en los años anteriores a su traslado a Los Ángeles. Una expedición fue enviada a las minas de cobre de Cananea a unas treinta millas de la frontera sur de Arizona con la supuesta intención de exterminar a todos los estadounidenses empleados en y alrededor de las minas. La brigada había sido perseguida por los Rangers de Arizona que los pusieron en fuga, capturando a algunos de ellos. Magón y sus compañeros fueron extraditados a Tombstone, Arizona, donde fueron acusados de violar las leyes de neutralidad de los Estados Unidos. Aunque la izquierda estadounidense y mexicana se unieron en su defensa, fueron declarados culpables y sentenciados a dieciocho meses en la Prisión Territorial de Yuma, y luego trasladados al Complejo Penitenciario Estatal de Arizona – Florencia. Fueron lanzados en 1910 y de nuevo reanudaron la publicación Regeneración desde una oficina en el centro de Los Ángeles. La guerra civil mexicana comenzó ese mismo año, y los Magonistas, como se conocía a las fuerzas del PLM, participaron en combate en todo México, junto con las fuerzas de Pancho Villa, Emiliano Zapata y Venustiano Carranza y Francisco I. Madero.
En mayo de 1911, Díaz fue derrotado. Madero organizó una elección, que ganó engañando al electorado mexicano haciéndole creer que había unido fuerzas con el PLM. Magón continuó oponiéndose a la vasta presencia económica estadounidense en México y a la continua expropiación de tierras campesinas por parte de Madero. Fue arrestado de nuevo. Después de dos años en prisión en el estado de Washington, fue liberado y se estableció con el hermano Enrique en Edendale, justo al norte del embalse de Silver Lake. El PLM no tenía fondos para entonces, y los hermanos y sus amigos criaban y criaban pollos en la parcela alquilada. Continuó publicando Regeneración y haciendo discursos en la región. Fue arrestado de nuevo en 1916, acusado de enviar «materiales indecentes» a través del correo de los Estados Unidos. Con la ayuda de Emma Goldman, pagó la fianza. En 1918, publicó un manifiesto contra la guerra. En esto escribió: «La muerte del viejo orden está cerca. Se está susurrando en los bares, teatros, tranvías y hogares, especialmente en nuestros hogares, los hogares de los de abajo. Por estos escritos, fue acusado de sedición bajo la Ley de Espionaje de 1917, condenado y sentenciado a veinte años por «obstruir el esfuerzo de guerra», una violación de la Ley de Espionaje de 1917. La administración de Wilson llevó a cabo lo que se denominaron las Redadas Palmer, una ofensiva masiva contra disidentes de guerra e izquierdistas que también barrió a socialistas notables como Eugene V. Debs. Magón murió en la Penitenciaría de Leavenworth en Kansas. Había estado sufriendo de diabetes durante muchos años y estaba perdiendo la vista en el momento de su muerte.
La causa de la muerte de Flores Magón ha sido discutida. Algunos creen que fue asesinado deliberadamente por los guardias de la prisión. Otros sostienen que murió como resultado del deterioro de su salud causado por su largo encarcelamiento, posiblemente exacerbado por la negligencia médica de los funcionarios y el personal de la Penitenciaría de Leavenworth. Magón escribió varias cartas a amigos quejándose de problemas de salud debilitantes y de lo que percibió como negligencia deliberada por parte del personal de la prisión.
La Cámara de Diputados de México aprobó una resolución solicitando la repatriación del cuerpo de Magón. Los Diputados abajo firmantes, animados por el deseo de rendir homenaje póstumo al gran revolucionario mexicano, Ricardo Flores Magón, mártir y apóstol de las ideas libertarias, que acaba de morir pobre y ciego en la celda de una prisión yanqui, proponen que esta honorable Asamblea apruebe la siguiente resolución:: Que se lleven a descansar en el suelo de su tierra natal, a expensas del Gobierno mexicano, los restos mortales de Ricardo Flores Magón. Solicitamos que se actúe de inmediato sin remisión a la comisión.(Firmado) Julian S. González, Antonio G. Rivera, E. Barón Obregón, J. M. Álvarez Del Castillo, A. Díaz So’ro Y Gama, y otros
Las autoridades estadounidenses negaron la solicitud y Magón fue enterrado en Los Ángeles. Sus restos fueron finalmente repatriados en 1945 y enterrados en la Rotonda de Personas Ilustres en la Ciudad de México.