1935年，錢學森入美國麻省理工學院航空系學習，1936年9月獲麻省理工學院航空工程碩士學位，後轉入加州理工學院航空系學習，並成為著名科學家馮·卡門的學生。1938年7 月至1955年8月，錢學森在美國從事空氣動力學、固體力學和火箭、導彈等領域研究，並與導師共同完成高速空氣動力學問題研究課題，建立“卡門錢近似”公式。36歲的錢學森成為麻省理工最年輕的終身教授。1945年，錢學森隨馮·卡門到德國、瑞士等歐洲國家考察軍事情況。考察期間，錢學森寫了大量調查報告。回美國後，完成了美國航空規劃《邁向新高度》的很多章節。12月21日，美國陸軍航空兵司令亨利·哈瑞·阿諾德簽署嘉獎令，表彰錢學森的傑出表現。嘉獎令稱：錢學森對這個國家及歐洲的噴氣以及火箭推動作了優秀而全面的調查，同樣還有對噴氣機、火箭性能原理所做的寶貴的原創性理論工作。錢學森還着手應用原子能來進行推進的可能性研究。1946年2月1日，美國陸軍兵工署署長坎貝爾簽署嘉獎令，表彰錢學森。這些都是美國對錢學森在二戰期間及戰後段時間的表現給予的充分肯定。但就在榮譽接踵而至時，懷疑也悄然來臨。

1946年、1947年，美國對錢學森進行了詳盡的調查，留下了海量檔案資料。美國很多國家機構，特別是中央情報局，通過各種渠道試圖了解錢學森。但這時候對錢學森的調查結果大多是正面的，都對錢學森的性格、能力、“忠誠”等方面給予了肯定。只有一位名叫阿爾布雷克特的人，說錢學森出席過共產黨小組的會議。

1949年，國際局勢發生了深刻變化。蘇聯第一顆原子彈爆炸，打破了美國的核壟斷地位，以及中華人民共和國成立，在這樣的環境影響下，對錢學森的調查也升級了。

1950年6月6日，美國陸海空三軍正式簽署了禁止錢學森接觸涉密研究的通知，並吊銷了他的涉密研究許可證。於是錢學森決定向加州理學院辭職，決心返回祖國。

錢學森購買了加拿大太平洋航空公司的機票。 7月24日錢學森致電白金斯搬運和倉儲公司,告知行李託運事。然而打包員在整理行李時發現了有“涉密”字樣的資料後報告給公司經理，公司經理將情況報給洛杉磯海關。

海軍部副部長金波爾認為錢學森作為一位著名的科學家，有能力也有可能向美國的敵對勢力——蘇聯提供有價值的資料。因此，他對錢學森說：“你不能離開美國，你太有價值了。”同時他打電話給司法部，告訴他們，以錢學森的學識，無論如何不能讓他離開美國。

隨後的五年時間裡，錢學森經歷了監視、逮捕、監獄、假釋、聽證會、驅逐出境、滯留等一系列非法待遇，身心受到嚴重摧殘，回國的意志也更加堅定。

關於錢學森最終得以回國，有這樣一種說法：在周恩來指示下，中方代表在中美大使級會談中利用錢學森寫來的一封求援信與美方代表交涉最後要回了錢學森。

事實上，中方利用那封求援信與美方代表進行交涉是中美大使級第四次會談即1955年8月8日的事情，而美國司法部正式簽署同意錢學森回國的通知是在1955年8月4日。也就是說美國作出釋放錢學森的決定時，我國政府是不得而知的。

1954年4月26日至7月21日，蘇、美、英法、中五國外交會議在瑞士日內瓦國聯大廈舉行。在這次會上，錢學森回國問題成為美國考量的重要問題之一。美國非常清楚錢學森的分量，所以堅決反對放錢學森回國。6月17日，美國國務卿杜勒斯發電報給目內瓦美國代表團國務卿已經口頭和書面，請求司法部部長逐步向那些想回大陸的中國學生發放離境許可，國防部的意見是他們離開美國不能違背美國的安全利益，司法部部長口頭同意。根據非正式的審查，國防部迄今只發現一個人不能離境，那就是錢學森。

隨着中美大使級會談的臨近，美國國內給國務院及國會的壓力與目俱增。因為朝鮮戰爭期間，中國俘獲了美方大量戰俘和軍事人員，被俘的美國人的家人紛紛向國務院施加壓力，要求國務院爭取解救被扣在中國的親屬，宗教界、報界和國會的壓力也紛至沓來。

1955年6月10日，美國總統艾森豪威爾與國務卿杜勒斯就雙方僑民歸國舉行會談。艾森豪威爾認為，應該讓所有的中國人都回去。杜勒斯指出，兩個人不能走一個就是錢學森，另一個是從事奈克火箭研究的王大衛，國防部對他們持懷疑的態度，因為他們都掌握非常高的涉密信息。總統艾森豪威爾認為這不應該成為障礙，他們所掌握的信息現在已不是我們所想象的那樣有價值了。第二天，國務卿把同總統溝通的情況向美國國防部進行了傳達。當天，美國國防部就滯留錢學森及最終決定放回錢學森的經過給艾森豪威爾寫了一份書面報告：

“自從第二次世界大戰以來，約有五千多名中國學生來美國學習，其中有110名學生可能掌握了不利於美國安全的信息。在這110名學生中，除兩名同學外已全部釋放。現把這兩名同學的信息提交如下：錢學森，空氣動力學的著名權威，噴氣推進專家。在1951年他從事機密研究的許可證被吊銷前他在噴氣推進實驗室從事高級機密的國防項目。……現在看來，他那個時候掌握的涉密信息可能被最新研究所超越，並且這些信息，在蘇聯陣營看來也可能成為基本常識。”

這樣，美國在中美大使級會談前夕就釋放學森達成了原則意見。 1955年8月召開的中美大使級會談只是為釋放錢學森提供了一個機會。會談進行中，美國國防部於1955年8月3日，由國防部部長助理威廉W戈德爾給美國國務院寫了一份備忘錄，指出：“國防部撤回了反對意見，如果錢學森要求出境簽證，同意釋放他。我們理解，美國國務院正在和新中國進行政治談判，在合適時候可以作出釋放的決定。8月3日,美國國防部將這份發給國務院的電報抄送給司法部移民歸化局局長。經美國國務院及司法部最終確認，8月4日，美國移民歸化局洛杉磯分局長艾伯特·德爾·古爾丘，簽署了同意錢學森歸國的正式通知。當天，移民歸化局官員電話通知了錢學森可以離境的消息。

接到可以離境的通知後，錢學森迫不及待地開始進行回國的各種準備。當天，他就致函香港中國旅行社有限公司，希望他們協助行李轉運。然後訂購回國的船票，即使是三等艙，他依然買了下來。從售票處到停車場的路上，錢學森被兩名聯邦調查局的探員叫住，要錢學森回中國後做聯邦調查局的特務，並說隨時會與錢學森聯繫。錢學森毫不客氣地說：“你們可以隨時聯繫，但要自冒風險。”

9月17日下午，錢學森一家來到洛杉磯港口，等待登上“克利夫蘭總統號”郵輪。在洛杉磯港，一位記者追問錢學森是否還打算回來，錢學森回答：“我不會再回來，我沒有理由再回來，這是我想了很長時間的決定……”