终加州理工学院博士，师从空气动力学权威西奥多·冯·卡门，读博认识同门师兄钱学森。1946年另一同门师兄William R. Sears在康乃尔大学创航天工程研究生院，郭永怀为创院教员，后升任教授。1956年返国，1958年中国科学技术大学创校时郭永怀为化学物理系创系系主任。1960年经钱学森力荐，任第二机械工业部第九研究所副所长，主导原子弹的力学研究。1968年坠机亡，死前与护卫紧抱刚获得的氢弹实验数据。
简历.1909年4月4日出生于山东省荣成县。1930年，郭永怀入南开大学预科