1949年，中华人民共和国宣告诞生的消息传到了美国，钱学森和夫人蒋英决定回到祖国，为自己的国家效力。 而当时的美国正对共产党人实行全面追查，而钱学森被怀疑是共产党人，被美国军事部门吊销了参加机密研究的证书。 钱学森气愤至极，并以此作为回国的理由。 1950年，就在钱学森赶到港口准备回国时，却被美国官员拦住，关进了监狱。 钱学森被美国迫害的消息很快传到中国，中国科技界的朋友通过各种途径声援钱学森。 党中央对钱学森在美国的处境极为关心，中国政府公开发表声明，谴责美国政府在违背本人意愿的情况下监禁了钱学森。 1955年，经过周恩来总理与美国外交谈判上的不断努力，钱学森终于收到了美国移民局允许他回国的通知。

钱学森回国后，受到了党和政府无微不至的关怀。 他在国内考察了大量实例，祖国大地欣欣向荣，回荡着向社会主义现代化迈进的隆隆脚步声，引起了钱学森灵魂深处的强烈共振。 一种盼望新中国强大的愿望，促使他上书周恩来总理，提出了发展中国导弹技术的规划设想，受到了党和政府的高度重视。

1956年初，钱学森向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》，同年，国务院、中央军委根据他的建议，成立了导弹、航空科学研究的领导机构——航空工业委员会，并任命钱学森为委员。 1959年10月，中国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院成立了，钱学森任院长。 那是白手起家、艰苦创业的年代，除了几间旧房子外，一无所有。 当务之急是培养新中国第一代导弹人才。 他组织有关专家一起讲课，让大家边学边干，迅速提高。 在钱学森的带领和努力下，他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划，参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制，直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国第一个星际航空的发展规划，发展建立了工程控制论和系统学等。

1960年10月，我国第一枚国产近程导弹制造成功了，它精确地击中90公里外的目标。 当天的庆祝会上，聂帅激动地说：“在祖国的地平线上，飞起了我国自己制造的第一枚导弹，这将是我国军事装备史上的一个重要转折点。 ”

1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸成功，1967年6月17日中国第一颗氢弹空爆试验成功，1970年4月24日中国第一颗人造卫星发射成功。 一系列科学试验的成功，使中国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年，它标志着国防实力的增强，对维护世界和平具有非常重要的意义。

我国相继造出了导弹和原子弹之后，国防科技工作者面临的新的课题，是如何将两者结合起来，组成有实战价值的威力巨大的核武器。 这个课题，也堪称当时世界国防尖端科技中的一个重大课题。 钱学森参与了这个课题的论证，做了大量艰苦细致的调查研究，明确表明了必胜的决心和信心。 经过艰苦的研究、改进和制造，我国导弹核武器的一切试验准备工作就绪。 大家都期待着试验一举成功，因为这是导弹运载着原子弹在本国国土内进行飞行爆炸试验，这在世界上是绝无仅有的。 如同死神从一个国家头顶擦过，稍有疏忽，后果将不堪设想。 充分细致的准备工作确保了试验的成功。

1966年10月27日凌晨，一枚乳白色的火箭载着原子弹从布丹林沙漠冉冉升起，平平稳稳地朝罗布泊核试验场飞去。 很快，千里之外的核试验场传来喜讯：弹头精确命中目标，准确实现核爆炸。 大漠又腾起一朵绚丽的蘑菇云！从第一颗原子弹爆炸到第一枚导弹核武器研制成功，美国用了13年，我国仅用两年多。 这一成功震惊了世界，从而确立了中国是拥有核武器的大国的地位。 在发射现场，聂帅与钱学森相互拥抱着。 领导着国防科技大军的元帅和著名的科学家同时流出了喜悦的热泪。 与此同时，钱学森还为我国的人造卫星上天倾注了大量心血。 到1970年，经过了5年的风风雨雨，我国的卫星工程艰难地按预定计划接近了光辉的尾声。 我国第一颗人造卫星撒下了激越的《东方红》乐曲，再一次激发了全国人民的热情。

中国人的骄傲在钱学森的领导组织下，1980年5月的一天，中国又在新的高度上取得了又一个成功——向南太平洋发射第一枚远程运载火箭。 这个消息在美国产生了轰动效应。 两天后，美国合众社向世界播发了记者罗伯特·克莱伯写的一篇专稿，题目十分引人注目：《中国导弹之父——钱学森》。 文中写道：“主持研制中国洲际导弹的智囊人物是这样一个人：在许多年以前，他曾经是美国陆军上校，由于害怕他回中国，美国政府竟把他扣留了5年之久。 他的名字叫钱学森，今年69岁。 在这个名字的背后，有着一段任何科幻小说或侦探小说的作者都无法想象出来的不同寻常的经历。 ”

随着钱学森的年龄一年年增长，他的科学思维却越来越活跃。 他把思维的触角伸向社会科学和文学艺术领域，不止一次地呼吁社会科学、文学艺术和自然科学的结合，同时提出了技术美学新观念，甚至主张将系统工程理论和方法用于美学、文艺学和社会主义文化建设。 他说：“我们应当创立一门新的社会科学，即社会主义文化学。 文化建设需要总体的科学指导思想，需要统筹管理，才能够搞得更好。 ”

1989年6月29日，钱学森荣获该年度国际理工界的最高荣誉——小罗克韦尔奖章。 来自几十个国家的学者们暴风雨般的掌声，在大厅内回荡了5分钟之久，庆祝这位伟大的中国同行的名字与达·芬奇、牛顿等世界著名科技泰斗的名字一起，被载入《世界级科技与工程名人录》这座人类文明的丰碑上。

钱学森一生默默治学，但无论在什么时代，什么地方，他所选择的，既是一个科学家的最高职责，也是一个炎黄子孙的最高使命。 他一生的经历和成就，在中国的国家史、华人的民族史和人类的世界史上，同时留下了耀眼的光芒，照亮了来路。 作为中国航天事业的先行人，他不仅是知识的宝藏、科学的旗帜，而且是民族的脊梁、全球华人的典范，他向世界展示了华人的风采。

2007年，钱学森评选为“感动中国十大人物”之一，感动中国组委会授予钱学森的颁奖词的是：“在他心里，国为重，家为轻，科学最重，名利最轻。 五年归国路，十年两弹成。 开创祖国航天，他是先行人，披荆斩棘，把智慧锻造成阶梯，留给后来的攀登者。 他是知识的宝藏，是科学的旗帜，是中华民族知识分子的典范。 ”