Dal settembre 1951 si reca negli Stati Uniti tramite una borsa di studio che gli permette di tenere delle lezioni presso la Kansas City University e registrare alcuni poemi fonetici per la Library of Congress di Washington. Nel marzo 1952 inaugura la prima personale alla Rockhill Nelson Gallery di Kansas City.

Tornato nell’estate del 1952, a Roma compie un’autentica svolta linguistica: realizza i primi décollages, mostrati a Emilio Villa nel 1954. Si tratta di manifesti prelevati dalle strade della capitale e in seguito rielaborati in studio, in modo da creare composizioni astratte a cui si affiancano i retro d’affiches, costituiti dal retro dei manifesti e caratterizzati per la forte presenza materica di colle, ruggini e frammenti di legno. A seguire le sue composizioni diventano sempre più figurative. Sono attestati di un’intenzione a superare la pittura da cavalletto per ritrarre la città attraverso i suoi stessi media informativi.

Negli anni Sessanta è protagonista del Nouveau Réalisme, movimento capitanato da Pierre Restany in cui, oltre all’artista, sono riuniti Yves Klein, Jean Tinguely, Martial Raysse, César, Daniel Spoerri, Jacques Villeglé, Christo e Gérard Deschamps.
Nel 1964 è invitato alla Biennale di Venezia, mentre l’anno successivo, a Parigi, inizia a lavorare su una nuova tecnica, l’artypo, in cui mette a confronto tecniche pittoriche e tipografiche. Alla fine degli anni Sessanta è a New York, dove stringe legami d’amicizia con Andy Warhol e i protagonisti della Pop Art.

Tornato in Europa, nel 1972 scrive la sua autobiografia, Autorotella. Per tutti gli anni Ottanta e Novanta, Rotella riceve riconoscimenti ed espone in tutto il mondo, sempre sperimentando nuove tecniche: dalle plastiforme (manifesti tradotti in sculture di plexiglas) ai blank, dove alcune parti dei manifesti sono coperte con una velina colorata; dalle sovrapitture, in cui Rotella interviene con un segno pittorico ai grandi décollages su lamiera.

Nel 2000 istituisce la Fondazione Mimmo Rotella, con sede a Catanzaro e archivio a Milano, che nel 2005 si arricchisce con l’annessione della sua casa natale che diventa museo: la Casa della Memoria, a Catanzaro.

L’attività di Rotella continua incessante fino alla sua scomparsa, avvenuta a Milano l’8 gennaio 2006.