В 2010 году, проведя в заключении почти 11 лет, в результате обмена осуждёнными между Россией и США был освобождён и оказался в Великобритании.
В мае 2011 года Европейский суд по правам человека постановил, что Российская Федерация нарушила право обвиняемого на справедливое судебное разбирательство и необоснованно долго содержала его под стражей в период предварительного и судебного следствия. В качестве возмещения нематериального ущерба ЕСПЧ обязал Россию выплатить Сутягину 20 тысяч евро.
26 сентября 2012 года Президиум Верховного суда РФ признал незаконным содержание Сутягина под стражей в период с 1999 по 2004 годы, однако сам приговор к 15 годам лишения свободы за государственную измену признал законным и не подлежащим отмен
9 июля 2010 года президент России Д. А. Медведев подписал указы о помиловании четырёх граждан России, в том числе и Сутягина, удовлетворив их прошения о помиловании. Как сообщил источник в администрации президента, при принятии решения о помиловании учитывалось то, что все осуждённые признали свою вину и уже понесли суровое наказание (так, Сутягин к моменту помилования находился в местах лишения свободы около 11 лет). Помилование произведено в рамках операции по обмену четырёх граждан России, осуждённых за шпионаж в пользу США и Великобритании и отбывающих наказание в России, на десятерых граждан России, задержанных в США в июне 2010 года. Список российских заключённых для обмена был предложен американскими властями, причём обмен Сутягина назывался обязательным условием сделки. В прессе отмечалось, что глава ФСБ А. Бортников очень радовался, что США хлопотали за Сутягина: «Американцы попросту спалили Сутягина, и все узнали, что он действительно предатель», сообщил информагентствам представитель администрации президента РФ.
Сама операция «обмена шпионами», в результате которой Сутягин обрёл свободу, состоялась 9 июля 2010 года в аэропорту Вены, куда все лица, подлежащие обмену, были доставлены самолётами из США и России. Согласно заявлению Министерства иностранных дел России, Служба внешней разведки и Центральное разведывательное управление США при достижении соглашения об обмене действовали «исходя из соображений гуманитарного характера и развития конструктивного партнёрства». Из Вены Сутягин вылетел в Лондон.
Представляющая интересы Сутягина адвокат Анна Ставицкая заявила, что её подзащитный просил её донести до общественности, что несмотря на сложившиеся обстоятельства, Сутягин продолжает считать себя невиновным.
С 2010 года Игорь Сутягин живёт в Великобритании, где продолжает заниматься исследовательской деятельностью, а его родители, жена Ирина Мананникова и две дочери, Оксана и Анастасия — в России.
Journal information