钱学森

移民監獄關押

在1949年10月中華人民共和國成立後，錢學森曾向美國移民局提出了入籍歸化的申請。然而，除了前述以個人名義發表在《Aviation Week & Space Technology》的引文及其譯文外，目前沒有任何公開的關於錢學森曾申請入籍美國的書面文件；同時錢學森夫人蔣英表示錢不可能提出加入美國籍。由於當時冷戰開始，加上1950年美國麥卡錫主義盛行，反共思想高漲，而聯邦調查局又從美國共產黨的文件中發現錢學森曾與周恩來特使接觸以及參加過共產黨外圍組織的一些活動，美方駁回其入籍申請，並禁止其參加機密工作。錢學森無法繼續他的研究。兩星期後錢學森先告知學校其去中國探親數月之意願，學校並無異議且願意配合。但是當時海軍部次長丹·金波爾知道後，認為以錢學森涉及美軍機密工作之深，在當時中美蘇關係惡劣狀況之下，應設法勸阻其訪中為宜。聯邦調查局僅憑錢學森早年參加過的共產黨組織社交餐會出席人士名單，指控他在入籍申請中故意否認曾加入共產黨外圍組織不報。司法部藉「偽證」罪吊銷他的機密工作許可並將他驅逐出境。美國司法部於1950年8月30日起錢學森臨時拘留在特米諾島監獄裡15天。由於加州理工學院的不懈努力和抗爭，錢學森很快被取保候審。為了確保自己人身自由得到合法保障，錢學森重金聘請紐約市知名辯護律師格蘭特·古柏代表出庭，與美國移民局展開了長達5年的法庭鬥爭。金波爾知道司法部的行動後也表示震驚：「我的意思不是要逮捕他，太可怕了，他不是共產黨，我們不應當監禁他。」「這是這個國家幹過的最蠢的事。他不是共產黨正如我不是共產黨，而我們強迫他離開了。」
錢學森的上訴案件直到1954年才被判敗訴。在上訴五年期間，錢學森只能涉及一些基礎學科的研究與教學。聯調局認為錢學森所知的機密信息五年後就會變得過時而沒有用處。他在這段時間裡完成了工程控制論的研究。錢學森後來幽默地說，「不讓我做研究，我會在這裡（用手指頭）發展」。在中美關係正常化後，錢獲頒傑出校友獎受到加州理工學院邀請。該獎項後於2001年由加州理工學院好友法蘭克·馬波（Frank E. Marble）教授及夫人送達錢學森家中（馬波教授於1955年錢學森離美時親自去洛杉磯港口送行）。《航空週刊》在提名錢學森為2007年度風雲人物時的專文，對這段歷史的記述也大致吻合。

交換歸國

早在1949年5月14日，在香港從事秘密聯絡工作的曹日昌（中共黨員、香港大學教授）給錢學森寫了封信，通過葛庭燧（留美中國科學工作者協會美中區負責人）寄給錢學森。曹日昌在信中以「北方工業主管人」的名義邀錢學森回國到東北或華北領導「航空工業」的建立。
1955年，在中美兩國政府長達數月的日內瓦雙邊會談之後，錢學森被美國政府釋放，用以交換在韓戰中被俘的美國飛行員。9月17日，錢學森登上了美國總統輪船公司（American President Lines）的克利夫蘭總統號（SS Pres. Cleveland，以格羅弗·克利夫蘭命名），10月8日抵達香港後從九龍車站前往中國深圳，當晚抵達廣州，10月12日至26日在上海停留，於10月28日抵達北京。
從1955年10月到12月，他先後在北京、東北參觀各個科學研究所、高等院校、生產工廠，摸清了中國建立航空工業的基礎。1956年2月16日，錢學森受周恩來、陳毅接見，周恩來委託他起草一份飛彈研製方案，在場的還有國家科委副主任范長江、中國科學院副院長張稼夫、第二機械工業部副部長劉傑。1956年2月17日，錢學森完成了周恩來交辦的任務，起草了《建立我國國防航空工業意見書》（以下簡稱《意見書》）並提交給周恩來。2月22日，周恩來將《意見書》送毛澤東審閱並致信說明：「這是我要錢學森寫的意見，準備在今晚談原子能時一談。」2月28日，周恩來又將《意見書》批給中央軍委秘書長、國防部副部長黃克誠及中央軍委各委員。《意見書》很快投入實施，實際上成為中國飛彈研製工程的指導方案及技術文件。
1956年，錢學森與錢偉長、郭永懷等創建、主持中國科學院力學研究所，錢學森任首任所長，這是錢學森回國後擔任的第一個職務。按照《意見書》的建議，1956年7月中央軍委批准成立了飛彈管理局（國防部第五局），作為研製飛彈工作的領導機構。1956年10月8日成立了中國第一個火箭/飛彈研製機構「國防部第五研究院」，1957年周恩來簽署國務院令，正式任命錢學森為院長。1957年3月，中央軍委的飛彈管理局（國防部第五局）併入國防部第五研究院。《意見書》還提出了詳細的派遣留學生計劃以及人才培養目標。《意見書》中列出了一份「高級人員」名單：空氣動力學：沈元、陸士嘉、莊逢甘、羅時鈞、林同驥、潘良儒；航空結構：王俊奎、錢偉長、王仁、杜清華、胡海昌、錢令希、鄭哲敏、李敏華、范緒箕；推進機：吳仲華、陳士祜、梁守槃；控制機：羅沛霖、林津；火箭：任新民。同年9月7日，錢學森以科學技術顧問的身份跟隨以聶榮臻為團長，陳賡、宋任窮為副團長的中國政府工業代表團赴蘇聯，代表團其他成員有李強、劉傑、萬毅、劉寅、王諍、張連奎等，就新技術援助問題和《中蘇國防新技術協定》的簽訂同蘇方進行談判。期間，錢學森與蘇聯科學家進行討論，全方面了解了蘇聯火箭飛彈的概況、計劃規劃、組織體制和人員結構，在蘇聯科學院作了學術報告。
1958年，錢學森與中國科學院同事共同倡議並參與創建中國科學技術大學。1959年8月，錢學森加入中國共產黨。
1960年東風-1短程彈道飛彈（地對地）發射成功。1965年人造衛星工程開始實施。1970年4月，中國第一顆人造衛星「東方紅一號」發射成功。
1967年，馮·卡門在出版的自傳中特闢一章：「錢學森與紅色中國」。馮·卡門對錢學森的評語是：「美國火箭領域中最偉大的天才之一，我的傑出學生。」

小行星3763

小行星3763被命名為「錢學森」。

軍銜

在美期間曾被授予美國空軍上校軍銜。

1999年美國國會考克斯報告的指控

1999年美國國會考克斯報告（Cox Report）中專門有一節題為「錢學森在中國飛彈與空間計劃發展中的作用」，聲稱錢學森為「間諜」。錢學森傳記作者張純如對這一指控予以了駁斥。

「萬斤畝」公案

錢學森在1958年大躍進時，自己不是農業家，也並沒有認真具體去試驗，自己也沒有百分之百地種出畝產萬斤，而是在假設，在《中國青年報》將他在一次「科學與人文」座談會上的講話與在《知識就是力量》雜誌發表的《農業中的力學問題——畝產萬斤不是問題》的文章整理成《糧食畝產會有多少？》發表，文章中表示「農業生產的最終極限決定於每年單位面積上的太陽光能」：假設植物光合作用30%的效率可以達到，並假設植物中的1/5能轉換為可吃的糧食，認為只要必需的水利、肥料、勞力等等條件能滿足，那麼糧食產量的不斷提高是沒有問題的，甚至可達到「2000斤的20多倍」。有人認為，這些論述為「放衛星」提供了「科學論證」，並影響了最高決策。李銳《反思大躍進》曾記載田家英問毛澤東：「你也不是沒當過農民，你應當知道畝產萬斤是不可能的。」毛澤東說：「這是我看了大科學家錢學森的文章，才相信的。」錢學森後來辯解稱他所提出的產量數字明確指「計算的單位面積年產量，無論糧食或是木材都是理想的極限量。要接近這個指標，必須解決一系列問題。
錢學森在1993年給友人的一封信中進一步辯解，「如百分之百地用空氣中的CO₂和從根吸取的水合成碳水化合物，則每畝地每年有190-320噸。光合作用的能量效率可達50%，而糧粒只占全部產物的1/3，故理想最高年畝產是32-53噸。說畝產萬斤，才5噸，遠遠小於理想數。」並認為充分發揮科學技術的力量是能夠實現的。

支持「人體科學」研究

中國大陸改革開放之初，各種特異功能、靈異事件、氣功在民間以及政界、科學界都有很大影響力。1980年6月，錢學森在《自然雜誌》明確表示支持人體特異功能的研究。他說，「人體特異功能太不尋常了，恐怕能接受的人是少數。更大範圍的是氣功，能治病，人家容易接受。雖然特異功能可能一時還不能登大雅之堂，但是氣功可以。」為此，他與反對特異功能和氣功的于光遠等人發生激烈爭論。
1982年4月20日，鑑於「耳朵認字」等事件持續發酵，中宣部向全國各宣傳系統發出對特異功能「不宣傳、不介紹、不批評」的「三不政策」通知。同年5月5日，錢學森給時任中宣部副部長郁文寫信說，「我以黨性擔保：人體特異功能是真的，不是假的；有作假的，有騙人的，但那不是人體特異功能。」
1983年錢學森首創「人體科學」的概念，並籌建中國人體科學研究會。而在1986年中國氣功科學研究會召開的座談會上，錢學森說：「我國有十億人口，如果一百個當中有一個人練功，就是一千萬，每百個練功的人有一個人去教，就需要十萬個氣功師，把這十萬個氣功師提高提高，這就是一件大事。」他認為氣功可以提高健康水平，又可以提高智力，而且可以調動人的先天潛能。1990年，錢學森在中國人體科學學會首屆理事會第四次會議上的發言稿中提出「人體科學」研究要重視臨床醫學、西醫、中西醫結合、民間醫學、心理治療、氣功、特異功能等七個方面。
據中國科學院院士何祚庥回憶，他在中央發文號召反對偽科學後，才於1995年以《「超人」張寶勝敗走麥城》一文發表《科技文萃》上，而文中提到的關於人體特異功能的實驗在1988年5月就已經做出。而他之所以不在當時發表這篇文章，就是因為不想得罪錢學森，讓他難堪。