Paul Charles Wilkins, 70, av Littleport, Cambridgeshire, reste till Kalifornien i januari för att "engagera sig i olagligt sexuellt beteende" med pojkar i åldern 10 och 12, sade amerikanska tjänstemän.
Han nekade inledningsvis fyra anklagelser men erkände senare transport av bilderna.
Enligt ett förlikningsavtal förväntas han dömas till 13 år i januari.
Han fängslades i 56 månader i Storbritannien 2011 för att han hade oanständiga bilder av barn.
Mer om detta och andra nyheter från Cambridgeshire
Wilkins, som innehar dubbelt brittiskt och amerikanskt medborgarskap, var villkorligt frigiven när han lämnade Storbritannien den 31 januari.
Han satte upp en webbplats så att han kunde ordna för att träffa pojkar, men fångades i en sting operation i Palm Springs, Kalifornien, av undercover Homeland Security Department specialagenter.
Han hade betalat en agent 250 dollar för att ha sex med en nioårig mexikansk pojke.
Wilkins hade inledningsvis nekat fyra avgifter för resor i avsikt att ägna sig åt olagligt sexuellt beteende, försök till sexhandel med barn, transport av barnpornografi och innehav av barnpornografi, sade den amerikanska åklagarmyndigheten.
Ett rättegångsdatum fastställdes dock för november, vid en utfrågning på onsdag, erkände han sig skyldig till transport av barnpornografi enligt ett förlikningsavtal med den amerikanska åklagarmyndigheten.
Han gick med på en 13-årig fängelsetid och en livstids övervakad frigivning, sade det amerikanska ministeriet för inrikes säkerhet.
Wilkins erkände också i rätten att resa till USA för att ha sex med två unga bröder, betala för att ha sex med den nioårige, äga pornografi och ta med en dator till USA som innehåller "grafiska bilder av pojkar i åldern fem till åtta".
Den amerikanska åklagaren Eileen Decker, chef för federala polisen i Central District of California, beskrev Wilkins som en "predator" och "extremt farlig".
Han skulle sitta i fängelse i över ett decennium, sade hon.
Som en del av överenskommelsen förväntas de tre övriga åtalen ogillas när Wilkins döms för transportanknytning.
Wilkins fängslades som en del av Homeland Securitys Operation Predator, ett internationellt initiativ för att skydda barn från sexuella rovdjur.
En dömd brittisk sexförbrytare som försöker betala amerikanska undercovers för sex med en pojke har erkänt att han tar pornografiska bilder in i landet.