W 1947 roku dzięki francuskiemu obywatelstwu wyjechał do Paryża. Tutaj poznał swoją żonę, Marię z domu Karbowską (1928-2011), siostrzenicę Bolesława Micińskiego, z którą miał dwóch synów. Później, będąc w kraju z wizytą u matki w 1950 r., Prentki został aresztowany przez UB pod zarzutem szpiegostwa; uzyskał zwolnienie dzięki wstawiennictwu słynnego biologa, który był jego opiekunem podczas wojny.
Na emigracji pracę naukową kontynuował w Centre national de la recherche scientifique, Institut Henri-Poincaré i École Polytechnique. Należał do kręgu uczestników seminarium prof. Alexandru Proca, zajmujących się fizyką cząstek elementarnych. Innym z nich był Bernard d’Espagnat, razem z którym Prentki w 1955 r. dostał angaż do powstającego Departamentu Fizyki Teoretycznej Europejskiego Centrum Badań Jądrowych (CERN) w Genewie, które wspólnie zorganizowali. Prowadził tam badania nad symetrią hadronów w oddziaływaniu słabym i silnym. Dwukrotnie był też kierownikiem Departamentu Fizyki Teoretycznej CERN (1967-1970 i 1975-1982). W latach 1964–1983 jednocześnie wykładał w Collège de France. Czynnym naukowcem pozostawał aż do śmierci;