1934年，錢學森從上海交大畢業，赴美國留學。第二年，他就讀於麻省理工學院航天係，一年就獲得了碩士學位。
1936年，錢學森進入加州理工學院，師從世界力學大師馮·卡門。3年後獲航空、數學博士學位並留校任教，從事應用力學和火箭導彈研究。其間，在應用力學領域，他與馮·卡門合作對飛機金屬薄殼結構非線性理論進行的研究，解決了簿殼結構理論的重大難題；在空氣動力學領域，他對發展高速航空器相關的空氣流動理論做出重要貢獻；他還是物理力學這一學科的創始者。在1946年首先將稀薄氣體的化學、物理和力學特性結合起來進行研究。到1949年，錢學森已成為世界公認的物理學界權威之一。
錢學森在美國奮鬥12年，功成名就，聲譽遠播，但豐厚的生活待遇，優越的科研條件並沒有留住他的心。新中國成立後，錢學森決定回國，其實，早在交大讀書時，就與同學戴中孚說過：“現在中國政局混亂，我要到美國學技術，學成之後一定回來為祖國效力。”
為了回歸祖國，錢學森受到了美國當局的無理迫害，經曆了整整五個年頭。
五年變相的軟禁生活雖然漫長，但對有著堅強意誌和非凡毅力的錢學森來說已不算什麼，他們夫婦倆頑強地熬過來了。
美國海軍部次長金布爾曾氣急敗壞地說：“錢學森知道得太多了，無論走到哪裏，都抵得上五個師！無論如何不能讓他走！”他竟喪心病狂地叫嚷：“我寧可把這家夥槍斃了，也絕不讓他離開美國！”錢學森對此卻一無所知。經過錢學森的長期抗爭和中國政府高層領導的積極爭取，美國當局不得不批準了錢學森的回國申請。
1955年10月8日上午，錢學森終於踏上了羅湖橋頭，回到了祖國的懷抱。
1956年2月7日，錢學森懷著對新中國國防事業的強烈責任感，在周總理的鼓勵下向國務院提交了一份具有曆史意義的意見書，提出了我國發展火箭、導彈和航空航天技術的組織草案、發展計劃與具體步驟，受到毛澤東主席和黨中央的高度重視。國家迅速成立了導彈航空科學的研究領導機構——航空工業委員會，並委以錢學森重任，緊張熱烈地開始了中國火箭、導彈和航空航天事業的建設工作。
血汗結碩果，令世界矚目的日子來臨了！1966年10月27日，我國自行設計研製的第一枚導彈核武器發射試驗成功。從第一顆原子彈爆炸到第一枚導彈核武器誕生，美國用了13年，而我國隻用了2年。1970年4月24日，我國第一顆人造衛星“東方紅一號”，在西北酒泉衛星發射中心呼嘯升空。這顆衛星向全世界播送的《東方紅》樂曲，宣告新中國迎來了航天時代的黎明。