Năm 1931, Zamyatin đã kháng cáo trực tiếp với Joseph Stalin, xin được phép rời khỏi Liên Xô. Trong bức thư này, Zamyatin đã viết, "Tôi không muốn che giấu lý do cơ bản để tôi xin phép đi nước ngoài với vợ tôi chính là vị thế tuyệt vọng của tôi ở đây như là một nhà văn, bản án tử hình đã được tuyên bố dành cho tôi với tư cách là một nhà văn ở tại quê nhà.".[15] Với sự khích lệ của Maxim Gorky, Stalin đã đồng ý với yêu cầu của Zamyatin.[16]

Zamyatin cùng vợ sang định cư ở Paris, bên đây ông cộng tác với đạo diễn phim người Pháp Jean Renoir. Bộ phim chuyển thể tác phẩm của Gorky The Lower Depths năm 1936 của Renoir với kịch bản được Zamyatin viết chung.

Yevgeny Zamyatin qua đời trong cảnh túng quẫn[4] vì cơn đau tim vào năm 1937. Chỉ có một nhóm bạn nhỏ là có mặt trong buổi lễ mai táng này. Tuy nhiên, một trong những người dự tang lễ của ông là nhà xuất bản tiếng Nga Marc Slonim, người đã kết bạn với Zamyatins. Mộ của Zamyatin có thể được tìm thấy ở Cimetière de Thiais, phía nam Paris.