1929年夏，18岁的钱学森考入了上海交通大学，主攻机械工程。他严格要求自己，以顽强的毅力争取学好每门课，每门成绩都达到95分以上。他能把《分析化学》一字不漏地背诵下来。在回忆交大时，钱学森激动地说过：“交大教学严格，感谢母校让我学到了许多终身受用不尽的知识。”

饱尝海外生活的心酸

1934年，钱学森从上海交大毕业后，决定到欧美国家去深造。他觉得中国之所以落后，主要是因为经济技术很不发达，相比之下，日本之所以迅速崛起，完全得益于科技的进步。经过考试，钱学森取得了清华大学公费留美的资格。当时他的目标是美国，因为他想学美国的飞机制造，这是中国没有的工业技术。

1935年夏天，钱学森告别家人，登上了驶往美国的轮船。到达美国后，钱学森进入麻省理工学院攻读航空系的硕士学位。钱学森刻苦用功，只用了一年的时间便拿到了硕士学位。但在实习中，钱学森却被美国飞机工厂拒之门外，钱学森的民族自尊心受到了强烈的伤害。1936年秋天，钱学森毅然离开了麻省理工学院，转而进入加州理工学院学习航空动力学。

在转换专业的问题上，钱学森和父亲曾经因为意见不合而闹得很激烈。钱学森打算下一步攻读航天理论，但是他的父亲坚持让他研究飞机制造技术。后来在他岳父蒋百里的帮助下，才说服了父亲。钱学森如释重负，对蒋百里感激不尽。

整整三年，钱学森埋头研读，每天坚持12小时以上，将买来或借来的全部力学书籍读了个遍，还研究了大量的现代数学、偏微分方程等。此后，仅仅用了一年的时间，钱学森在航空结构理论研究中就取得了骄人的成就。在世界著名力学大师冯?卡门教授的带领和教导之下，1939年6月，钱学森完成了《高速气动力学问题的研究》等4篇博士论文，取得了航空和数学博士学位。

取得博士学位之后，钱学森在导师冯?卡门的推荐下，被加州理工学院聘为助理研究员。在次年的美国航空学会年会上，钱学森宣读了一篇关于薄壳体稳定性研究论文，引起了界内巨大的轰动。钱学森自此一跃进入国际知名学者的行列。

从1936年起，钱学森对火箭技术产生了浓厚的兴趣，于是便和马林纳成立了火箭研究小组，进行火箭发动机试验。尽管实验非常危险，但是他们谁也没有退却，后来终于完成了火箭发动机喷管扩散角对推力影响的计算。次年，他们建立了第一座火箭试验台，并得到美国空军的支持。军方委托加州理工学院举办训练班，钱学森被聘为教员。

1943年，钱学森接受了美国军方的委托，负责火箭发动机推动导弹课题研究。11月，钱学森提交的设计方案得到美国军方的高度重视。由于战时的需要，钱学森还负责了远程导弹的理论研究。

1945年，在冯?卡门的率领下，钱学森参加了德国火箭技术的考察。回美国以后，钱学森向空军领导人作了详细的考察报告。此后钱学森被加州理工学院提升为副教授，并兼任航空喷气公司的技术顾问、美国海军火炮研究所顾问。1947年，经冯?卡门的推荐，钱学森被麻省理工学院聘为终身教授。

为回国饱受屈辱

1950年，朝鲜战争爆发之后，美国麦卡锡主义泛滥，钱学森和其他中国人一样受到了联邦调查局的监视和查问。他们强迫钱学森诬陷实验室里的一位研究员，遭到钱学森的严词拒绝。随即钱学森参加机密研究的证书被吊销，而且失去了继续进行喷气技术研究的资格。钱学森以此为借口，向美国当局提出了回国申请。

美国当局深知钱学森的价值，百般阻挠。美国一位将军甚至咆哮道：“钱学森无论在哪里，都抵得上5个师，我宁可把这家伙枪毙了，也不让他回到中国！”随后，美国移民局抄了钱学森的家，在特米那岛上将他拘留长达半个月之久。钱学森曾回忆说：“在被拘禁的15天内，体重减轻了30磅。晚上调查人员每隔1小时就来喊醒我一次，完全得不到休息，精神上陷入极度紧张的状态。”。

后来，加州理工学院交付了15000美元的巨额保释金后，钱学森才得到了自由。之后，海关又强行没收了钱学森的行李，包括800公斤书籍和笔记本。

1955年，钱学森摆脱了联邦调查局的秘密监视，在一封写给比利时亲戚的家书中，夹带了给全国人大常委会副委员长陈叔通的信。信中，钱学森请求中国政府帮助他回国。很快，这封信传到了周恩来的手里，在同年8月举行的大使级会谈上，中美两国就侨民问题进行了具体谈判。最终，中方以释放11名美国飞行员战俘为条件换回了钱学森的自由。

1955年10月8号，钱学森带着妻子和孩子回到祖国，受到了党和政府的高度重视。很快，钱学森上书周恩来，提出了发展中国导弹的规划和设想。1956年10月，我国第一个导弹研究院成立，钱学森任研究院院长。1960年，在钱学森的不断努力之下，我国第一枚国产近程导弹发射成功。1964年6月，我国第一颗中近程导弹飞行试验获得成功。1966年，中近程导弹运载原子弹的“两弹结合”飞行试验获得成功。

1965年1月，钱学森向国家提出报告，建议早日制订我国人造卫星的研究计划。1970年，我国第一颗人造卫星发射成功。