在1917年的毕业典礼上，康奈尔大学的校长宣布，唐山路矿学堂的学生从今以后全部免试入学。在美国留学期间，茅以升虽然主攻桥梁专业，但为了增强自己的记忆力，他选择的第一副科就是高等数学。为了能早日学成回国，茅以升以顽强的意志常常挑灯夜战，仅用了一年时间就攻取了硕士学位。获得硕士学位之后，康乃尔大学名教授贾柯贝邀他留校做助教，茅以升婉言谢绝了，贾柯贝很欣赏茅以升，随即介绍茅以升到匹兹堡桥梁公司实习。无论在桥梁工程的理论上还是实践上，匹兹堡桥梁公司的实力都是当时世界一流的。实习期间，茅以升利用业余时间在卡内基理工学院夜校攻读工学博士学位。1919年，茅以升获得了卡内基理工学院的博士学位，毕业时的论文《桥梁桁架次应力》的创见被建筑学界称为“茅式定律”，并因此而荣获优秀研究生“斐蒂士”金质研究奖章。

在教育战线上呕心沥血

1920年初，茅以升登上远洋轮船，毅然返回自己的祖国。回国后受到唐山路矿学堂邀请担任工科教授。第二年，茅以升离开了母校，前往交通大学唐山学校担任副院长。1922年，茅以升被东南大学聘为教授。1923年，在他的积极努力之下，东南大学设立了工科，并且担任第一任工科主任。1924年，东南大学工科与河海工程专门学校合并，成立河海工科大学，茅以升任校长。1926年受聘于北洋大学教授，两年后担任北平大学第二工学院院长。1930年，担任江苏省水利局长，主要负责象山新港的规划建设。

在教学中，茅以升积极建议改革落后的教学体质和课程设置。他认为教师不仅仅是授业，更重要的是培养学生主动学习的习惯和能力。在教学中，他治学非常严谨，授课时根据学生的知识水平，用事例解释理论概念，让学生领会透彻。对于教学中老师把学生当作“受体”，进行灌注的现象，茅以升极力反对。

除此之外，茅以升还尝试了一些新的教学方式。在每次上课之前，他都会指定一名学生，让他就课程提问题。通过学生所提问题的难易程度，就可以判断他对知识的掌握和领会的程度。如提不出问题，则由另一学生提问，前一学生作答。

当时，著名的教育家陶行知得知茅以升这种新的教学方式后，亲自带学生前来听课。陶行知认为，“这是个教学上的革命，值得推广”。

圆梦钱塘江

193３年，出于浙赣铁路兴建的需要，钱塘江必须要架设一座大桥，但是国内的技术人员认为这是一件十分困难的事情，几乎办不到。这时有人想起了桥梁专家茅以升。在浙江省的邀请下，茅以升辞去所有的教职工作，担任了钱塘江桥工委会主任委员、钱塘江桥工程处处长职务，邀请了康奈尔大学同学罗英任总工程师，热火朝天地干了起来。

在修桥期间，碰到了重重困难，在茅以升的带领下，工程技术人员克服了一个又一个技术难题，保证了大桥工程的进展，仅仅用了两年半的时间，整个工程就到了收尾的阶段。当时淞沪抗战正在吃紧，日军飞机经常来轰炸，在上海保卫战打响的第二天，三架日军飞机来工地轰炸，当时茅以升正在6号桥墩的沉箱里和几个工程师及监工员商量问题，突然一片漆黑，原来工地关闭了所有的电灯。此后，在茅以升的带领下，建桥的工人们冒着敌人炸弹爆炸的尘烟，夜以继日地加速赶工。1937年9月26日，大桥顺利完工，极大地方便了抗日军用物资的运输。

1937年11月，南京派人传达了政府的指示，要求炸毁钱塘江桥，因为如果杭州不保，钱塘江大桥就等于是给日本人造的了，炸桥所需炸药及爆炸器材也随同来人一起运到了杭州。

就在大桥被炸毁的这天晚上，茅以升立下誓言：“抗战必胜，此桥必复。”大桥炸毁后，茅以升带领着桥工处的所有人员迅速后撤，有关大桥建设的14箱重要图表、文卷、相片一并带走。在辗转途中，茅以升舍弃了很多家什，却将这些珍贵的资料尽数保存下来。抗日战争胜利后，在茅以升的带领下，1948年3月钱塘江大桥修复完成。

建国后雄姿勃发

1950年，茅以升被任命为铁道技术研究所所长，同年中华全国科学技术普及协会成立，他当选为副主席。1952年，茅以升参加九三学社，后任中央副主席。同年在他的积极努力下，中国土木工程学会组织成立了土力学小组，举办土力学学术交流和普及讲座。

1955年，茅以升担任武汉长江大桥技术顾问委员会主任委员，接受修建武汉长江大桥的任务。两年之后，武汉长江大桥举行落成典礼。1958年，茅以升主持修建了人民大会堂。

为了加强国际间的交流，茅以升曾经率团访问捷克、苏联、意大利、瑞士、法国等国并作学术报告，而且在华侨知识分子中积极从事大统一、大团结工作。

除此以外，茅以升积极参加人民政权的建设，先后担任全国人大代表、常委，全国政协副主席。历任国务院科技规划委员会委员、中国科学院技术科学部副主任、中国科学技术协会副主席等职务。