在第二次世界大战告终后，吴健雄担任哥伦比亚大学的副研究员。此时，她与身处中国的家人恢复联系，但其回国拜访的计划却因国共内战的爆发而搁浅。1947年，吴健雄生下儿子袁纬承。他后来继承父母的衣钵成为了一名物理学家。1949年，袁家骝加入位于纽约长岛的布鲁克黑文国家实验室，随后他们一家也搬到了那里居住。在中华人民共和国成立后，吴健雄的父亲劝说他的女儿不要回国。由于她此时持有的护照是由国民政府颁发的，在出国旅行会遇到一些麻烦，这令她最终于1954年加入美国籍。吴健雄余下的学术生涯都是在哥大度过的。她于1952年擢升