Anna Pavlova meurt en 1931 d'une pleurésie  à l'âge de cinquante ans.

En 1961, il participe à une tournée avec la troupe du théâtre Mariinsky et danse à Paris. À l'aéroport du Bourget au moment de repartir en U.R.S.S., il demande l'asile politique aux autorités françaises. Il est alors considéré comme un traitre par les Soviétiques (car à cette époque, les Soviétiques n'avaient pas le droit de circuler comme ils le voulaient, et quitter leur pays leur était interdit), et il n'a pu retourner dans son pays et revoir sa famille qu'en 1989, au moment de la Perestroïka.

Il commence alors une carrière internationale ; une de ses partenaires attitrées est la danseuse étoile britannique Margot Fonteyn. Il danse à l'Opéra de Paris, au Covent Garden de Londres ainsi que dans les salles les plus prestigieuses, à Chicago, New York, Vienne, Pékin, San Francisco, Milan, etc. À partir de 1962, il chorégraphie certains des ballets qu'il interprète, il revisite notamment le répertoire du chorégraphe Marius Petipa. Pendant toute sa carrière, Noureev est considéré comme le meilleur danseur de son époque et comme une star qui attire les foules.
À la fin des années 1970, il joue dans quelques films ; le plus connu est Valentino (1977) ; il y interprète le rôle de Rudolph Valentino, un célèbre acteur de l'époque du cinéma muet. Puis en 1983 Jack Lang, alors ministre de la Culture de François Mitterrand, le nomme directeur du Ballet de l'Opéra de Paris (l'Opéra Garnier) ; la qualité de ses spectacles est reconnue, mais son comportement autoritaire envers ses collaborateurs (danseurs, techniciens) est critiqué. Lorsque ses fonctions prennent fin en 1989, son contrat n'est pas prolongé. Il reste toutefois le principal chorégraphe de l'Opéra de Paris et continue à créer des ballets jusqu'en 1992.
Rudolf Noureev meurt du sida le 6 janvier 1993 dans une clinique à Levallois-Perret, il a 54 ans. Il est enterré au cimetière russe de Sainte-Geneviève-des-Bois.