Отсутствие языкового барьера и, конечно, исключительные результаты, полученные Арнольдом, привели к тому, что он довольно много контактировал с иностранными коллегами, которые в начале 1960-х стали приезжать в Советский Союз. Арнольд познакомился и подружился со Стивеном Смейлом (Филдсовская премия, 1966), Джоном Милнором (Филдсовская премия, 1962) и многими другими замечательными математиками.
В 1965 году министерство образования по рекомендации ректора МГУ Ивана Петровского (высокая должность не помешала ему оставаться прекрасным математиком) направило Арнольда на год в Париж. Там он и сам читал лекции, и посещал семинар по сингулярностям, который вел Рене Том (Филдсовская премия, 1958) в Институте высших научных исследований (IHES). Владимир Игоревич писал, что этот семинар во многом обогатил его математические исследования: в частности, именно там он увлекся теорией сингулярностей. Кроме того, в Париже Арнольд имел возможность общаться с лучшими французскими математиками: он познакомился с Анри Картаном (премия Вольфа, 1980 — в тот же год премии был удостоен и Андрей Колмогоров), Жан-Пьером Серром (Филдсовская премия, 1954; премия Вольфа, 2000; Абелевская премия, 2003) и со многими другими.
Но по возвращении в Москву его ждало суровое наказание: «Министерство образования считало эту мою поездку поощрением, которое необходимо отработать. Так в 1966 году я попал на месяц в Гвинею, в 1967 году — также на месяц в Индию». В какой именно из «Гвиней» ему пришлось побывать, Арнольд не уточняет. В любом случае для какого-нибудь другого советского человека такая поездка — и уж тем более командировка в Индию — была бы наградой. Но не для него.
После того как Арнольд подписал «Письмо девяноста девяти», его отношения с властью резко ухудшились. В 1974 году он был номинирован на Филдсовскую премию, однако это решение неожиданно было отозвано: причиной стало заявление члена Филдсовского комитета Льва Понтрягина: «…Если присуждение медали Арнольду состоится, то СССР выйдет из Международного математического союза». Премию Арнольд не получил, но на МКМ 1974 года в Ванкувер приехал и сделал там доклад.
Советский математический антисемитизм стал причиной того, что очень долго Арнольд не мог стать сотрудником Математического института имени Стеклова. И только после смерти Ивана Виноградова (в 1983 году) он был принят в «Стекловку» — в 1986-м.
Сотрудником «Стекловки» Арнольд оставался и после того, как в 1993 году получил должность профессора Университета Париж-Дофин. В интервью журналу «Наука и жизнь» на вопрос: «Вы больше времени проводите в Париже или в Москве?», он ответил: «Есть правило: по-моему, на один день больше я должен быть здесь». — «Вы не чувствуете себя эмигрантом?» — «Вовсе нет! Кроме всего прочего, мои парижские студенты приезжают в Москву, а московские — в Париж».
До своей смерти в 2010 году Арнольд успел провести «немало семестров в университетах и колледжах Парижа и Нью-Йорка, Оксфорда и Кембриджа, Пизы и Болоньи, Бонна и Беркли, Стэнфорда и Бостона, Гонконга и Киото, Мадрида и Торонто, Марселя и Страсбурга, Утрехта и Рио-де-Жанейро, Конакри и Стокгольма».
Что он получил, сделав центром своей деятельности не Москву, а Париж? Ведь ездить по всему миру он мог бы и оставшись в Москве. Возможно, это дало Арнольду возможность почувствовать себя полномочным представителем всей страны Математики — и географически, и, так сказать, «иерархически» — по всем ступенькам математического образования: от начальной школы до научных семинаров и премиальных комитетов. В 1996–1998 годах он был вице-президентом Международного математического союза.
Его заботой стала математика всего мира, и всюду, где только можно, он объяснял политикам необходимость математического образования и недопустимость сокращения его преподавания в школе. Арнольд говорил о проблемах математического образования и на семинаре при Президентском совете РФ в 1997 году (там он прочитал лекцию «Жесткие и мягкие модели», которая стала потом широко известной книгой), и на встрече с папой римским Иоанном Павлом II, и в Национальном комитете Франции по науке, и в Государственной Думе РФ на заседании Комитета по образованию.
Российская математика до конца оставалась для него приоритетом, но она была только одной из провинций огромной страны Математики.
Арнольд не любил слово «глобализация» и часто переводил его как «американизация». Но сам он был человеком глобального мира. И конечно, не только потому что призывал к спасению науки и считал обязательным для человека навыком умение складывать дроби.
В своей киотской речи Израиль Гельфанд говорил, что глобализация — неизбежный мировой процесс и некогда далекие — и географически, и ментально — области стремительно сближаются, а значит, чтобы мы не погрузились в штормовой океан непрерывных конфликтов, совершенно необходим адекватный язык описания действительности, который могли бы понять все люди. По мнению Гельфанда, наиболее близка к такому языку математика.