В начале зимы 1919 года супруги Пуни по предложению Марка Шагала начали педагогическую деятельность в Витебской художественной школе. Однако уже осенью этого же года, разочаровавшись в достижениях революции, они решают покинуть родину и перебираются в Берлин. Пуни создает много беспредметных картин, оформляет и иллюстрирует детские книги, принимает участие в целом ряде выставок. Его персональная выставка прошла в феврале 1921 года в галерее «Штурм». 

В 1923 году Пуни поселяется в Париже, где сближается с Фернаном Леже, Альбером Марке, Джино Северини. Пройдя через увлечение конструктивизмом и дадаизмом, с середины 1920-х Пуни меняет свою художественную манеру: он пишет натюрморты, интерьеры и пейзажи; принимает участие в выставках русских художников в парижских галереях. 

В 1940–1942 годах он жил в Антибе, где поддерживал тесную связь с супругами Делоне. В 1946 году Пуни принял французское гражданство. В 1946-м участвовал в выставке «В честь Победы», организованной в Париже Союзом советских патриотов. В 1947 году Пуни стал кавалером ордена Почетного легиона. Его персональные выставки проходили в галереях Парижа, Нью-Йорка, Лондона, Вены, Токио, Рима. 

Умер Пуни в своей мастерской в Париже 28 декабря 1956 года; похоронен на кладбище Монпарнас.