1947年秋，16歲的楊士莪考入清華大學物理係，並如願以償地與周光召再次成為同班同學。由於學生可以自由組合選擇舍友，兩人自然而然地又住進了同一個宿舍。此後，他們兩人繼中學五年同窗後又開始了大學四年的同窗生活，同進同出，形影不離。
進入大學後，讀書是個人的自覺行為，老師會做一定的指導，開一些書單，但具體讀什麼書，怎麼去讀，則全由學生個人自己決定。周光召本來對物理學就有濃厚的興趣，進了大學更是如魚得水。平時，他對物理科學前沿的各類書籍如饑似渴，圖書館的書他認為不夠新，跟不上新的科學發展，可是自己又沒那麼多錢買書，於是就與楊士莪商量，動員楊士莪把節省下來的生活費和他的放在一起，都用來買書，這樣一來，所有的書都隻要買一套，合著看就行了。通過這樣的方法，楊士莪與周光召一起閱讀了大量的物理課外書，為以後的學習以及科研工作打下了堅實的基礎，兩人的友誼也與日俱增。
1950年6月，朝鮮半島燃起了內戰的戰火，9月30日，美國以“聯合國軍”的名義，越過了北緯38°線，在占領了平壤之後，又企圖迅速占領整個朝鮮。同時，美國飛機還多次侵入中國領空，對我國丹東地區狂轟濫炸，造成中國平民數十人死傷，戰火燃燒到了中朝邊境的鴨綠江邊，直接威脅著新中國的安全。在此情況下，朝鮮政府請求中國出兵援助。中國根據朝鮮政府的請求，做出了“抗美援朝，保家衛國”的戰略決策，迅速組成了中國人民誌願軍赴朝參戰。10月25日，誌願軍入朝，拉開了偉大的抗美援朝戰爭的帷幕。
當時，已在清華大學讀四年級的楊士莪，正在著名物理學家餘瑞璜教授的指導下開始做X光管方麵的畢業論文，大四的課程已學得差不多了，除了畢業設計以外，主要是自己看書、學習。當時，楊士莪的同學不少都開始為以後的工作著想，周光召等一批成績優異的學生則準備著考研究生。
1950年2月，中央軍委決定創辦新中國第一所海軍學校，在周恩來總理的授權下，由張學良的弟弟張學思將軍牽頭組建，並立即從全國高校中公開招聘教師。
當時正在清華大學物理係任教、後來成為中國科學院學部委員的計算機專家慈雲桂被選聘到海軍學校工作。由於海軍學校創設伊始，亟需大批教師，於是海軍通過高等教育部到清華大學選調青年教師和高年級學生到海軍學校工作。
有一天，楊士莪在參加了全班抗美援朝街頭宣傳活動後返校，正巧遇到慈雲桂老師回係裏宣傳動員。聽完慈老師的動員，楊士莪滿腔的熱血沸騰了起來。他想：祖國建設需要我們，我還年輕，這正是一個為國家出點力、做點實事的絕好的機會！當時，在朝鮮戰場上誌願軍戰士正為保家衛國而浴血奮戰，祖國後方也齊心協力，團結一致，想方設法支援前線。為了拯救抗美援朝負傷戰士，俞瑞璜教授也暫時停下手中的研究工作，設計製作了我國第一個永久性醫用真空X光管。
作為一個正直愛國的熱血青年，在此情況下沒有什麼好猶豫的，楊士莪當下就決定：立即報名參軍，去大連。他隻跟好友周光召打了個招呼，甚至未與家裏通報一下，就毅然放棄了再有半年就可以拿到的清華大學畢業文憑，報名參了軍。是年11月，楊士莪告別了學生時代，告別了清華園，告別了這所著名的培育中國工程師和科學家的搖籃，興奮地來到了大連中國人民解放軍海軍部隊所屬的海軍學校一分校。
楊士莪到了海軍學校，就算當兵了！他這一“去”，與清華大學的畢業證書也“失之交臂”。
抗美援朝如火如荼的年代，深受戰爭感染的青年們對保衛祖國以及祖國建設都抱有一腔熱情。楊士莪的二弟楊士芹在這一年也放棄了高考，報名參軍，加入了空軍。
11月底，楊士莪走上了工作崗位，在海軍學校物理組擔任助教，教的是物理——這正是他在清華大學學的專業。這個沒有“畢業證”的“領航員”，麵對著蔚藍色的大海，麵對洶湧起伏的波濤，情不自禁地浮想聯翩，他暗下決心：培養更多、更優秀的年輕的海軍人才，實現報國的夢想。事實上，楊士莪這一年也隻有19歲，甚至比他的有些學生年齡還要小。