1935年，钱学森入美国麻省理工学院航空系学习，1936年9月获麻省理工学院航空工程硕士学位，后转入加州理工学院航空系学习，并成为著名科学家冯·卡门的学生。1938年7 月至1955年8月，钱学森在美国从事空气动力学、固体力学和火箭、导弹等领域研究，并与导师共同完成高速空气动力学问题研究课题，建立“卡门钱近似”公式。36岁的钱学森成为麻省理工最年轻的终身教授。1945年，钱学森随冯·卡门到德国、瑞士等欧洲国家考察军事情况。考察期间，钱学森写了大量调查报告。回美国后，完成了美国航空规划《迈向新高度》的很多章节。12月21日，美国陆军航空兵司令亨利·哈瑞·阿诺德签署嘉奖令，表彰钱学森的杰出表现。嘉奖令称：钱学森对这个国家及欧洲的喷气以及火箭推动作了优秀而全面的调查，同样还有对喷气机、火箭性能原理所做的宝贵的原创性理论工作。钱学森还着手应用原子能来进行推进的可能性研究。1946年2月1日，美国陆军兵工署署长坎贝尔签署嘉奖令，表彰钱学森。这些都是美国对钱学森在二战期间及战后段时间的表现给予的充分肯定。但就在荣誉接踵而至时，怀疑也悄然来临。

1946年、1947年，美国对钱学森进行了详尽的调查，留下了海量档案资料。美国很多国家机构，特别是中央情报局，通过各种渠道试图了解钱学森。但这时候对钱学森的调查结果大多是正面的，都对钱学森的性格、能力、“忠诚”等方面给予了肯定。只有一位名叫阿尔布雷克特的人，说钱学森出席过共产党小组的会议。

1949年，国际局势发生了深刻变化。苏联第一颗原子弹爆炸，打破了美国的核垄断地位，以及中华人民共和国成立，在这样的环境影响下，对钱学森的调查也升级了。

1950年6月6日，美国陆海空三军正式签署了禁止钱学森接触涉密研究的通知，并吊销了他的涉密研究许可证。于是钱学森决定向加州理学院辞职，决心返回祖国。

钱学森购买了加拿大太平洋航空公司的机票。 7月24日钱学森致电白金斯搬运和仓储公司,告知行李托运事。然而打包员在整理行李时发现了有“涉密”字样的资料后报告给公司经理，公司经理将情况报给洛杉矶海关。

海军部副部长金波尔认为钱学森作为一位著名的科学家，有能力也有可能向美国的敌对势力——苏联提供有价值的资料。因此，他对钱学森说：“你不能离开美国，你太有价值了。”同时他打电话给司法部，告诉他们，以钱学森的学识，无论如何不能让他离开美国。

随后的五年时间里，钱学森经历了监视、逮捕、监狱、假释、听证会、驱逐出境、滞留等一系列非法待遇，身心受到严重摧残，回国的意志也更加坚定。

关于钱学森最终得以回国，有这样一种说法：在周恩来指示下，中方代表在中美大使级会谈中利用钱学森写来的一封求援信与美方代表交涉最后要回了钱学森。

事实上，中方利用那封求援信与美方代表进行交涉是中美大使级第四次会谈即1955年8月8日的事情，而美国司法部正式签署同意钱学森回国的通知是在1955年8月4日。也就是说美国作出释放钱学森的决定时，我国政府是不得而知的。

1954年4月26日至7月21日，苏、美、英法、中五国外交会议在瑞士日内瓦国联大厦举行。在这次会上，钱学森回国问题成为美国考量的重要问题之一。美国非常清楚钱学森的分量，所以坚决反对放钱学森回国。6月17日，美国国务卿杜勒斯发电报给目内瓦美国代表团国务卿已经口头和书面，请求司法部部长逐步向那些想回大陆的中国学生发放离境许可，国防部的意见是他们离开美国不能违背美国的安全利益，司法部部长口头同意。根据非正式的审查，国防部迄今只发现一个人不能离境，那就是钱学森。

随着中美大使级会谈的临近，美国国内给国务院及国会的压力与目俱增。因为朝鲜战争期间，中国俘获了美方大量战俘和军事人员，被俘的美国人的家人纷纷向国务院施加压力，要求国务院争取解救被扣在中国的亲属，宗教界、报界和国会的压力也纷至沓来。

1955年6月10日，美国总统艾森豪威尔与国务卿杜勒斯就双方侨民归国举行会谈。艾森豪威尔认为，应该让所有的中国人都回去。杜勒斯指出，两个人不能走一个就是钱学森，另一个是从事奈克火箭研究的王大卫，国防部对他们持怀疑的态度，因为他们都掌握非常高的涉密信息。总统艾森豪威尔认为这不应该成为障碍，他们所掌握的信息现在已不是我们所想象的那样有价值了。第二天，国务卿把同总统沟通的情况向美国国防部进行了传达。当天，美国国防部就滞留钱学森及最终决定放回钱学森的经过给艾森豪威尔写了一份书面报告：

“自从第二次世界大战以来，约有五千多名中国学生来美国学习，其中有110名学生可能掌握了不利于美国安全的信息。在这110名学生中，除两名同学外已全部释放。现把这两名同学的信息提交如下：钱学森，空气动力学的著名权威，喷气推进专家。在1951年他从事机密研究的许可证被吊销前他在喷气推进实验室从事高级机密的国防项目。……现在看来，他那个时候掌握的涉密信息可能被最新研究所超越，并且这些信息，在苏联阵营看来也可能成为基本常识。”

这样，美国在中美大使级会谈前夕就释放学森达成了原则意见。 1955年8月召开的中美大使级会谈只是为释放钱学森提供了一个机会。会谈进行中，美国国防部于1955年8月3日，由国防部部长助理威廉W戈德尔给美国国务院写了一份备忘录，指出：“国防部撤回了反对意见，如果钱学森要求出境签证，同意释放他。我们理解，美国国务院正在和新中国进行政治谈判，在合适时候可以作出释放的决定。8月3日,美国国防部将这份发给国务院的电报抄送给司法部移民归化局局长。经美国国务院及司法部最终确认，8月4日，美国移民归化局洛杉矶分局长艾伯特·德尔·古尔丘，签署了同意钱学森归国的正式通知。当天，移民归化局官员电话通知了钱学森可以离境的消息。

接到可以离境的通知后，钱学森迫不及待地开始进行回国的各种准备。当天，他就致函香港中国旅行社有限公司，希望他们协助行李转运。然后订购回国的船票，即使是三等舱，他依然买了下来。从售票处到停车场的路上，钱学森被两名联邦调查局的探员叫住，要钱学森回中国后做联邦调查局的特务，并说随时会与钱学森联系。钱学森毫不客气地说：“你们可以随时联系，但要自冒风险。”

9月17日下午，钱学森一家来到洛杉矶港口，等待登上“克利夫兰总统号”邮轮。在洛杉矶港，一位记者追问钱学森是否还打算回来，钱学森回答：“我不会再回来，我没有理由再回来，这是我想了很长时间的决定……”