Нужно было торопиться: становилось все яснее, что скоро на границах Германии будут введены более суровые меры, а в тот момент граница с Голландией считалась наиболее свободной. Ключевую роль сыграло вмешательство Дирка Костера. Именно он убедил солдат на границе пропустить Мейтнер, для чего ему пришлось показать официальное разрешение на въезд, выданное в Голландии. Также Костер просил их убедить немецких пограничников не препятствовать выезду Мейтнер. У нее по-прежнему не было визы, поэтому успех всего предприятия зависел от этих переговоров.
Затем Костер отправился в Берлин, чтобы забрать Мейтнер. Ее проинструктировали, чтобы она вела себя как обычно, не вызывая никаких подозрений. Закончив работу в восемь вечера, Лиза отправилась в отель и собрала два чемоданчика, будто отправляясь в короткую поездку. Она никому не сообщила о том, что уезжает навсегда. Через некоторое время Мейтнер встретилась с Костером.
Никто не догадывался об их планах, но сама Мейтнер совсем не радовалась побегу. Три десятилетия, прожитых в Берлине, растаяли, будто их никогда и не было. Ган, который всегда поддерживал Лизу, дал ей кольцо своей матери — на случай какой-нибудь чрезвычайной ситуации, например чтобы подкупить пограничников. В кошельке у нее было всего несколько немецких марок. Позже Ган вспоминал об этих напряженных днях:
В то время один из ученых Института кайзера Вильгельма, симпатизировавший нацизму, узнал о готовящемся побеге Мейтнер. После того как доносу был дан ход, немецкие власти начали расследование. К счастью, к этому времени Мейтнер уже удалось выехать из страны.
Поездка до границы с Голландией тянулась семь бесконечных часов. Мейтнер осознавала, что все ее планы могут рухнуть в любой момент, как это часто и бывало. Однако на границе все прошло так, как устроил Костер, который в конце путешествия отправил Гану телеграмму о том, что «малыш» добрался целым и невредимым.
Прошло несколько недель в тихом городке Гронингене, который так отличался от Берлина с его милитаристскими манифестациями, и Мейтнер решила отправиться в Стокгольм, чтобы реализовать свой первоначальный план. Как показало будущее, отъезд из Голландии был верным решением, так как 10 мая 1940 года Германия оккупировала Бельгию и Голландию, и если бы Лиза не уехала, ей вряд ли удалось бы бежать вновь.
Мейтнер воспользовалась отъездом и навестила Бора, а в августе 1938 года прибыла в Швецию. В первую очередь она встретилась со своей старой подругой Эвой фон Бар-Бергиус в Кунгэльве. Поняв, в какой тяжелой ситуации находится Лиза, включая и финансовую сторону, Эва рекомендовала ей официально уволиться из Института кайзера Вильгельма, а затем требовать выплаты причитавшейся ей пенсии.
В Швеции исследовательнице предстояло начать новую жизнь. К ее удивлению, Манне Сигбан не оказал ей достаточной помощи: он был занят созданием своего нового института и совсем не думал о том, чтобы предложить Мейтнер достойную работу, которая обеспечила бы ее средствами к существованию. Новая лаборатория практически не имела оборудования, у Мейтнер не было помощников, а зарплата соответствовала жалованью простого ассистента. За 30 лет работы в Германии ей не полагалось никакой пенсии. Ко всему этому добавился и языковой барьер, так что исследовательница чувствовала себя совершенно беззащитной.
Она писала Гану о своей драматической ситуации:
Пятого декабря 1938 года Мейтнер призналась Гану: