归国之后的钱学森，潜心于自己的研究领域，多年来默默付出，为中国的导弹事业贡献了自己的力量。

归国之后的钱学森，由于研究领域的敏感性，许多工作迄今仍不为公众所知。

但众所公认，尽管在钱学森归国前后，邓稼先、钱三强、王淦昌、钱伟长、赵忠尧、郭永怀、吴仲华等科学家在推动研制两弹一星上做出了相当多的工作，完成了理论和结构设计，但促成中国研制的火箭可以在技术上与美苏相抗衡，关键性的领军人物是钱学森。

仅仅归国3个月，钱学森就和钱伟长一道创立了科学院力学研究所，着手为中国培养第一代航空航天专家。他参与编制了全国科学技术发展远景规划，选择原子能、喷气技术、电子计算机、半导体、无线电电子学、自动化技术为国家最重大最紧急的发展方向。

他推动创建了有“中国火箭和导弹的摇篮”之称的国防部第五研究院，并担任院长。作为组织领导者，他参与了中国第一枚近程导弹、第一枚中程导弹、导弹核武器、第一颗人造卫星、第一颗返回式人造卫星和第一枚远程运载火箭的研制和发射。

钱学森回国时收到了美国政府的百般阻挠，甚至软禁。但是钱学森没有放弃回国的路，准备了三只小箱子，随时动身。经过美国政府和中方的多次交涉，钱学森终于被通知允许回国。当时，一、二等舱的船票已经卖完了，只剩下三等舱的船票。

钱学森不顾远涉重洋的辛苦，毅然买了几张三等舱的船票。1955年10月，就在他们举家打算离开洛杉矶的前两天，他突然收到移民局的通知――不准全家离开美国。与此同时，美国海关扣留了钱学森的全部行李。这样，钱学森被迫回到了加利福尼亚理工学院。

此后，联邦调查局派人监视他的全家和他的所有行动。 1950年9月6日 ，钱学森突然遭到联邦调查局的非法拘留，他被送到移民局看守所关押起来。在看守所，钱学森像罪犯似的受到种种折磨。

钱学森曾回忆说：“在被拘禁的15天内，体重就减轻 30磅 。

晚上特务每隔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。”。

钱学森无端被拘留后，加利福尼亚理工学院的师生和钱学森的老师冯·卡门以及一些美国友好人士，向移民局提出强烈抗议，为他找辩护律师，还募集1.5万美元保释金把钱学森保释了出来。

此后，钱学森继续受到移民局的迫害，行动处处受到移民局的限制和联邦调查局特务的监视，不许他离开他所居住的洛杉矶，还定期查问他。钱学森就这样失去了5年的自由。

历尽艰辛，钱学森终于回到了祖国。