為祖國效力
1948年，中國的解放事業取得了決定性的勝利，心係祖國的錢三強懷著激動的心情準備回國。
錢三強在法國十一年，他成為了中國留法學生中的最強的一個，並且擁有優越的工作條件。不過，這些沒有阻擋住錢三強回國的決心。錢三強先是找到了中國共產黨駐歐負責人劉寧一，劉寧一鼓勵他回國，他說：“回國定有作為。”
錢三強將自己回國的心思告訴了導師約裏奧，約裏奧是法國的共產黨員，對中國共產黨政權存有好感，對學生的回國心思表示讚同，並說道：“要是我，我也會做出同樣的決定。”錢三強又去向約裏奧夫人告別，約裏奧夫人語重心長地說道：“我們夫妻經常聊天，要為科學服務，科學要為人民服務，希望你能夠將我的這句話也帶回中國去！”
同年五月，在導師的花園裏，約裏奧夫婦為錢三強夫婦餞行，帶著剛剛半歲的女兒和豐碩的研究成果、珍貴的文件，錢三強夫婦回到了戰火頻仍的中國。
回到中國不久，就迎來了北平的和平解放。千年古都在戰火中得以保全，曾在北平讀書、工作過的錢三強十分的興奮，騎著一輛簡單的自行車到了長安街，進入歡慶的人海中。三月份，北平軍管會主任葉劍英忽然找到錢三強，要他代表中國共產黨的解放區政府遠赴法國，出席保衛世界和平的會議。並在國家極為困難的條件下，中國共產黨想盡一切辦法撥出了五萬美元，讓他在法國幫忙訂購一些關於原子能方麵的儀器和研究資料。
當時的中國共產黨尚未正式建立國家，經曆了八年抗戰和三年解放戰爭，被戰火破壞的中國條件艱難讓人難以想象，在這樣的情況下，中國共產黨仍然存有發展中國科學事業的遠見，讓錢三強對中國共產黨更多了一份好感。從法國回來後，在十月一日的開國大典上，錢三強應邀登上了天安門。
1955年1月14日，錢三強和地質學家李四光應國家總理周恩來的邀請，到了總理辦公室，當時中國正準備自主研製原子彈，而研究原子彈最重要的資源便是鈾。周恩來找他們來，從他們口中聽取了我國鈾礦資源的勘測情況和對原子核科學技術的研究狀況。第二天，毛澤東、劉少奇、周恩來、朱德、陳雲、鄧小平等人前來聽二人講述原子能的問題。李四光先講了鈾礦資源同原子能之間的關係，錢三強則彙報了世界上幾個主要核原子能大國的發展概述，以及這幾年世界核武器的發展概況。這次會議讓國家下定了發展核武器的決心。
1959年6月，蘇聯拒絕了中國要求的提供原子彈的相關資料和教學模型。兩個月後，中蘇徹底決裂，蘇聯撕毀兩國簽過的技術協定，撤走了所有支援中國原子彈研究的蘇聯專家，並譏諷中國說：“沒有蘇聯人的援助，中國人20年也搞不出原子彈，隻能守著一堆鋼鐵發呆。”
蘇聯人的譏諷激怒了中國人，為了打破蘇聯人的斷言，中國的科學家們緊緊地團結在一起，無數海外學子回到中國參與主持關於原子彈的理論與實驗研究工作。為了研究一種擴散分離膜，錢三強成立了一個研究小組，經過四年夜以繼日的研究，中國成為繼美、蘇、法之後，第四個能夠獨立製造擴散分離膜的國家。同時，錢三強研製了我國第一台大型通用計算機，用來承擔中國第一顆原子彈的內爆分析和計算工作，為我國核武器的發展做出了卓越的貢獻。
晚年的錢老，身體日漸衰弱，卻仍然堅持擔任著中國科學協會副主席、中國物理學會理事長等職務，時時不忘中國核事業的發展。1992年6月28日，錢老因病在北京逝世，享年79歲。國慶五十周年前夕，中共中央國務院為了表彰錢老對中國核武器發展的貢獻，追贈了他一枚515克純金鑄成的“兩彈一星勳章”。