学工科。1930年，三年级时转学袁家骝进入燕京大学学习物理学，师从着名理论物理学家谢玉铭。1932年毕业于该校物理系，1934年获该校硕士学位。1936年，经当时美驻华大使司徒雷登引荐，赴美深造。入加州大学柏克莱分校研究院研读，与吴健雄同在该校攻读物理学，一年后受聘为加州理工学院物理系助教。1940年获该校博士学位，后留校任物理研究员两年。1942年至1946年在美国无线电公司（RCA）研究所作为物理学家参与研究工作。袁家骝在1942年5月30日与吴健雄结为夫妇。吴健雄女士是世界上首颗原子弹研制人员