V novembri 1904 odišiel Milan Rastislav Štefánik do Francúzska. V Paríži pod vedením profesora Julesa Janssena už v prvých rokoch publikoval 12 vedeckých prác. Zúčastnil sa výpravy na Mont Blanc, aby pozorovali s profesorom Janssenom Slnko a Mars. Nasledovali ďalšie pozorovania na Mont Blancu, výpravy do Španielska, zúčastnil sa na zjazde Madzinárodnej únie pre výskum Slnka v Oxforde.

V Paríži pracoval Štefánik v slávnom observatóriu Meudone. Neskôr sa stal Štefánik plateným spoluriaditeľom observatória na Mont Blancu, ale spoločnosť tohto observatória sa rozhodla v roku 1908 hvezdáreň zrušiť.

V roku 1910 bol poverený vedeckými ústavmi Bureau des Longitndes a Bureau Central Météorologigne pozorovaním Halleyovej kométy na Tahiti. Tu sa mu podarilo položiť základy tahitskej hvezdárne a založiť meteorologickú stanicu. Aj po návrate do Paríža venoval veľké množstvo energie na dobudovanie tejto hvezdárne.
Od roku 1912 pracoval vo francúzskej hvezdárni. V tomto roku získal M. R. Štefánik francúzske občianstvo.

Bol členom Belgickej astronomickej spoločnosti. Stal sa uznávaným vo vedeckých kruhoch, obdržal pozvania aj na univerzitu v Oxforde. V roku 1912 mu zamietli žiadať o mimoriadnu profesúru v Prahe.

Vedecké ocenenia:

Jassenova a Wildeho cena Francúzskej akadémie vied
Cena Francúzskej astronomickej spoločnosť
1914 Rád rytiera Čestnej légie za vedecké a diplomatické úspechy francúzskou vládou
máj 1907 Janssenova cena za početné práce uskutočnené na montblanskom observatóriu (Francúzska astronomická spoločnosť)

Zvesť o prvej svetovej vojne zastihla Štefánika v Maroku, kde mal v pláne zriadiť observatórium. Po návrate do Francúzska absolvoval výcvik v leteckej škole v Chartres a výcvik v stíhacej divízii v hodnosti poručíka. V máji 1915 bol odvelený na front. Počas boja upozornil na seba odvahou, chladnokrvnosťou a vynaliezavosťou.
V septembri 1915 bol odvelený na srbský front. Keďže sa vo Francúzsku poznal s ľuďmi z najvyšších kruhov, uviedol do nich aj T. G. Masaryka a Eduarda Beneša, s ktorými potom vo februári roku 1916 v Paríži založil Národnú radu československú, vrcholný orgán Česko - slovenského zahraničného odboja, ktorého sa stal podpredsedom.

V pláne vytvoriť československú armádu zo zajatých rakúsko - uhorských vojakov českej a slovenskej národnosti, diplomatické vyjednávania v Rusku, v Taliansku, získavanie dobrovoľníkov v USA, to všetko bolo úlohou M. R. Štefánika.

V roku 1917 v USA u prezidenta W. Wilsona dosiahol s podporou francúzskej diplomacie súhlas s náborom a v krátkom čase získal 3000 dobrovoľníkov. Nasledovali ďalšie rokovania na talianskej strane. Úspech a podpis zmluvy o organizácií čs. armády bol v roku 1918. Vďaka úspešným diplomatickým krokom československá armáda mala 100 000 vojakov. M. R. Štefánik si vyslúžil hodnosť generála.

V auguste 1918 podstúpil náročnú cestu k légiám na Sibíri. V Rusku ho prijali s veľkou vážnosťou. Bolo mu udelené vysoké vyznamenanie - Rád Sv. Vladimíra - najvyšším ruským velením. V roku 1919 Štefánik dojednal postupný odsun légií z Ruska.

Koncom apríla 1919 zabezpečil Štefánik odchod našich zajatcov. V nedeľu 4. mája 1919 sa v Galarate rozlúčil Štefánik s najvyššími predstaviteľmi Talianska. Pri návrate do vlasti, kde sa mal ujať funkcie ministra vojny v Československej vláde, sa jeho lietadlo pri Ivanke pri Dunaji zrazu zrútilo na zem. Milan Rastislav Štefánik zahynul spolu s dvomi talianskymi letcami a mechanikom. Nehoda dodnes nie je objasnená.