茅以升靠著勤學苦練，把各門功課都學得很好。每次考試，他的成績總是名列前茅。看到自己刻苦努力的成果，他心裏特別高興。他想：我終於靠自己的奮鬥，超過那些富人家的孩子們了！
1911年，茅以升考入了唐山路礦學堂，專門攻讀橋梁學。5年後，他在畢業考試中，取得了第一名的好成績。正巧，這一年清華學堂向全國招收十名留美官費研究生，他又以第一名的成績被錄取。這年9月，他遠渡重洋，進入美國康奈爾大學學習。
報到那天，主管注冊的人，看了看他問：“你是日本人嗎？”
“不，我是中國人！”
“哪個學校畢業的？”
“唐山路礦學堂。”
“什麼？唐山路礦學堂？沒聽說過。你必須經過考試合格才能注冊！”
“考就考。”茅以升不服氣地想。
考試結果出來了，他的各門功課都是優秀。校長親自宣布：“今後，凡是唐山路礦學堂畢業，來康奈爾大學研究院的，可以免試注冊。”聽到這個消息，茅以升欣慰地笑了，因為他為中國留學生爭了一口氣。
茅以升成了一名攻讀橋梁專業的研究生。經過刻苦努力，他隻用一年時間就取得了碩士學位。一個叫賈克爾的教授希望他能留校任教，還告訴他這是一條通往教授的道路。可是，茅以升婉言謝絕說：“我們的國家很窮，我來美國學習，就是要學會造橋。一年多來，您幫我學到了橋梁理論，可是實踐經驗還沒有，希望您幫我找個實習的機會。”
很快，他就被賈克爾教授介紹到匹茲堡橋梁公司實習，接受造橋技術的全麵訓練。
白天，他在橋梁公司實習；晚上，他到夜校去聽課。回到住處，他還要繼續學習到深夜。有時候他就連吃飯也改用左手拿勺，好隨時用右手記錄想好的問題。他的床邊，釘滿一張張紙條，上麵寫著很多數據、公式。
就這樣，他終於在一年內讀滿了各科學分，比學校規定的時間提前一年完成學業。緊接著，他又用了整整一年時間，研究橋梁的“第二應力”，完成博士論文。1919年12月，他終於獲得了博士學位。
茅以升看著手中的博士證書，想到自己在短短的三年中獲得了成功，想到終於學到了為祖國建造大橋的本領，他欣慰地笑了。
美國人很佩服這位聰明刻苦的中國人，好幾個地方請他去當工程師。茅以升沒有答應，一些美國人就勸他：“科學是沒有國界的，是屬於全人類的。中國條件差，你留在美國貢獻會更大。”茅以升回答：“科學雖然沒有國界，但科學家是有祖國的。我是中國人，我的祖國更需要我呀！”
1920年初，這位年輕的橋梁博士回國了。茅以升回國之後，在唐山交通大學分校當教授。幾年之後，他又到天津北洋工學院任教，並擔任院長。他在認真教課的同時，更盼望著有一天能親手造出橋梁，為國家建設貢獻自己的才智。
機會終於來了。1933年夏天，他接到了來自浙江杭州的邀請信，讓他去主持修建錢塘江大橋。他高興極了，很快趕到了杭州，開始主持大橋的設計。錢塘江是一條波濤洶湧的江河，上遊的山洪和下遊的海潮，那勢不可當的情景，壯觀而又可怕，加上江底流沙層又厚又輕，還有不少深沙坑，難怪有人說，把多大的石頭扔下去，也都會被卷到上遊去的。在這裏建橋，談何容易！
茅以升卻決心攻克難關。他一邊實地勘查地形，一方麵查閱大量資料，設計出十幾個方案，最後決定造一座雙層聯合橋，長1453米，高71米。
關鍵的工程是打樁。為了克服江底流沙層，茅以升決定先把江水抽到高處，再猛地衝下，把泥沙層衝出大洞，把木樁放進去，用汽錘打。這個辦法果然很有效。工人們用這種“射水法”，一天就打了三十根木樁。
為了讓橋墩結實穩固，茅以升和同事們又采用了沉箱法，把長18米寬11米高6米重六百噸的混凝土沉箱，放在本樁上，再用很多錨固定住。
1937年9月26日，錢塘江大橋的鐵路橋修通了。茅以升的願望實現了。
錢塘江大橋的建成，證明了中國人是有能力掌握現代科學技術，造出先進工程的。這在當時引起了世界各國的重視。
可這時候，抗日戰爭已經開始。日本侵略軍已經向江南打過來，占領了杭州。為了不讓錢塘江大橋被日軍利用，茅以升忍痛炸毀了大橋。
1945年秋，抗日戰爭勝利了。茅以升立即回到杭州，開始組織錢塘江大橋的修複工程。新中國成立以後，茅以升作為傑出的工程專家，擔任了鐵道研究所所長、鐵道科學院院長的職務。1950年，鐵道部決定，籌備建造武漢長江大橋，由茅以升擔任大橋技術顧問委員會的主任委員。