Роялисты Нормандии еще раньше предложили королю и его семье укрыться в замке Гайяр, великой крепости, построенной Ричардом Кёром де Львом и возвышающейся над Сеной. Если бы Людовик принял этот совет, а не совершил свое непродуманное и роковое бегство в Варенн, история Франции могла бы сложиться иначе, а Марк Брюнель, возможно, никогда бы не приехал в Англию. Как бы то ни было, после заключения в тюрьму и смерти короля последовала вся ярость якобинского террора. Вскоре после заключения Марка восстание в Нормандии и Бретани против якобинцев вызвало жестокие репрессии, и стало очевидно, что оставаться во Франции для Марка означало почти верную смерть. Благодаря добрым услугам Франсуа Карпантье ему под фальшивым предлогом удалось получить паспорт в американском консульстве. Падение с лошади по дороге из Руана могло бы сорвать его побег, если бы его не подобрал проезжавший мимо путешественник и не доставил в Гавр, где 7 июля 1793 года он сел на американский корабль "Либерти", направлявшийся в Нью-Йорк. Но и тогда его безопасность не была гарантирована: только когда корабль столкнулся с французским фрегатом, разыскивающим беглецов, Марк, к своему ужасу, обнаружил, что потерял свой драгоценный паспорт во время аварии. За два часа, которые были в его распоряжении, он сумел подделать настолько убедительный документ, что тот без вопросов прошел проверку французской абордажной команды. Можно только представить себе его чувства, когда он предъявил его на проверку, едва высохли чернила!
Его высадка в Нью-Йорке 6 сентября ознаменовала начало шестилетнего пребывания в стране, в течение которого, что характерно, он приобрел значительную репутацию архитектора и инженера, но практически не получал прибыли за свои услуги. Первым делом он отправился с двумя товарищами-эмигрантами по практически нетронутой территории, чтобы обследовать окрестности озера Онтарио. Именно по возвращении из экспедиции Марк познакомился с американцем Турманом, который поручил ему обследовать русло канала, который должен был соединить Гудзон с озером Шамплейн. Эта встреча с Турманом стала еще одним поворотным моментом в его жизни, поскольку она побудила его отказаться от мечты поступить на службу во французский флот, когда в стране восстановится порядок, и стать профессиональным инженером.
Следующим его подвигом стало представление проекта, победившего в конкурсе на строительство нового здания Конгресса в Вашингтоне. Этот проект так и не был реализован из-за дороговизны, но в измененном виде он впоследствии превратился в нью-йоркский театр "Палас", который был уничтожен пожаром в 1821 году. Наконец, приняв американское гражданство, он получил должность главного инженера Нью-Йорка, на которой спроектировал новый пушечно-литейный завод и дал рекомендации по обороне Лонг-Айленда и Стейтен-Айленда.
В 1798 году Марк Брюнель был приглашен на обед к генерал-майору Гамильтону, британскому адъютанту и секретарю в Вашингтоне, чтобы познакомиться с изгнанным соотечественником, М. Делабигаром, который только что прибыл из Англии. Разговоры о победах Британии у мыса Сент-Винсент и Кампердауна и о ее растущей военно-морской мощи вновь пробудили в Марке желание посетить Англию, которое он впервые почувствовал, когда еще мальчиком увидел цилиндры балочных двигателей на набережной в Руане. Кроме того, во время разговора о море и кораблях мсье Делабигарр случайно упомянул о методе изготовления корабельных блоков, который в то время был монополией мсье Тейлора из Саутгемптона. Если осознать, что в те великие дни паруса для семидесятичетырехпушечного линейного корабля требовалось не менее 1400 блоков, то можно оценить важность этого элемента оборудования и влияние его высокой стоимости и ограниченных поставок на расширение военно-морского флота. Именно этот случайный разговор побудил Марка разработать усовершенствованное оборудование для изготовления блоков и отправиться в Англию, чтобы воплотить свои замыслы в жизнь. На его решение, безусловно, повлияло и другое, более личное соображение. Он поддерживал переписку с Софией Кингдом, которая, пробыв некоторое время в заточении во французском монастыре, смогла вернуться в Англию. Недавно София с большой радостью приняла в дар две миниатюры - ее портрет, который он написал по памяти, и автопортрет, которые до сих пор хранятся у его потомков.