来美19年以后的1964年，他才下决心加入了美国籍。对于这件颇有争议的事，杨在一次访谈中解释说：换美国护照是因为学术和工作的关系，要去各个地方旅行。而拿中华民国护照旅行当时非常不方便。
后期.他在1971年重回中国大陆访问，是中美关系开始解冻后最早回到中国大陆访问的美籍华人学者之一。杨振宁曾与陈省身、丘成桐等一起参与“保钓”运动。他频繁前往中国引起美国中央情报局人员对他盘问。此后，杨振宁为提高中国的物理研究水平作了许多工作，多次回到中国大陆讲学，为被政治运动所破坏的中国大陆物理