1956年2月，毛澤東宴請全國政協委員，特地把錢學森安排在他身邊。

　　困境中創立《工程控制論》

　　錢學森在美國被軟禁的消息傳到上海，他的老父親錢均夫深為兒子一家人的處境憂慮。他給兒子寫信勉勵道：“吾兒對人生知之甚多，在此不必贅述。吾所囑者：人生難免波折，歲月蹉跎，全賴堅強意志。目的既定，便鍥而不舍地去追求；即使彎路重重，也要始終抱定自己的崇高理想。相信吾兒對科學事業的忠誠，對故國的忠誠；也相信吾兒那中國人的靈魂永遠是覺醒的……”

　　錢學森在被軟禁的極端困難的情況下，完成了經典工程控制論的綜合，創立了以控制論命名的《工程控制論》。美國麥克勞·希爾圖書公司出版了錢學森所著的《工程控制論》英文第一版，這是世界上第一部系統講述工程控制論的專著，引起了很大反響。它開創了工程控制這門新的技術科學，標志著這一新興科學的建立，從而也確立了錢學森作為工程控制論科學創始人的地位。

　　錢學森在等待回國的幾年時間里，經常從《大公報》《華僑日報》等報刊上，了解新中國成立后的各項建設事業。為了使自己的思想跟上祖國飛躍發展的形勢，他潛心研讀了恩格斯的《自然辯證法》和馬克思的《資本論》，并且和一些中國科學家、留學生共同討論有關問題。

　　“無一日、一時、一刻不思歸國參加偉大的建設高潮”

　　1955年6月15日，錢學森和夫人蔣英到一家餐館用餐。他們按照事先商量好的計劃，錢學森纏住聯邦調查局人員，蔣英借口上洗手間，給在比利時的妹妹寄了一封信，請她把信轉寄給時任全國人大常委會副委員長陳叔通。信寫在一張小香煙紙上，信上說：“被美國政府扣留，今已5年，無一日、一時、一刻不思歸國參加偉大的建設高潮。”信上還說：“除去學森外，尚有多少同胞，欲歸不得者。”陳叔通接信后很快交給了周恩來總理，周恩來立即轉給外交部，并指示王炳南在中美大使級會談中向美國進行嚴正交涉。

　　1955年8月1日下午4時，中美大使級會談在瑞士日內瓦國聯大廈內開始。我方代表王炳南率先對美方代表約翰遜說：“大使先生，在我們開始討論之前，我奉命通知你下述消息：中國政府在7月31日按照中國的法律程序，決定提前釋放阿諾德等11名在朝鮮戰爭期間俘獲的美國飛行人員。他們已經在7月31日離開北京，估計在8月4日可以到達香港。我希望，中國政府所采取的這個措施，將對我們的會談起到有利的影響。”約翰遜向王炳南表示了謝意。接著雙方商談了會議議程。8月4日，舉行第三次會談。針對約翰遜信誓旦旦地保證和聲明，王炳南按照周恩來的授意，突出地提出錢學森被阻撓回國的事例，還拿出了錢學森的來信作為鐵證，對美方代表的謊言予以揭露和回擊：“請問大使先生，既然美國政府早在今年4月間就取消了扣留中國留學生的法令，為什么中國科學家錢學森博士還在6月15日寫信給中國政府請求幫助回國呢？顯然，中國留學生要求回國依然遭受美方的種種阻攔。據回國同學報告，錢學森被禁止離開他所在縣界。”王炳南要求美國政府立即恢復錢學森返回祖國的權利。在確鑿的事實面前，約翰遜再也無法辯解，美國政府也不能再阻撓錢學森等人回國了。

　　1955年8月5日，錢學森終于接到了美國移民歸化局的通知，被允許離開美國。

　　“我是中國人，我根本不打算在美國住一輩子！”

　　錢學森接到美國政府準許他離境的通知后，便立即訂購船票。當時，這一班船上只剩三等艙（亦稱“最經濟艙”）的票了。錢學森連一天也不愿再耽擱了，他無暇顧及旅程的艱苦。

　　錢學森帶著夫人和兩個孩子來到馮·卡門家里，向恩重如山的老師告別。他向老師恭恭敬敬地捧上早已準備好的自己寫的《工程控制論》和一本《物理力學講義》。74歲高齡的馮·卡門接過書，默默地翻動著書頁，由衷地說：“我為你驕傲，你現在在學術上已經超過了我！”老師的話使錢學森心潮涌動。

　　錢學森后來回顧在美國的經歷時說：“我從1935年去美國，到1955年回國，在美國待了20年。20年中，前三四年是學習，后十幾年是工作，所有這一切都在做準備，為了回到祖國后能為人民做點事。我在美國那么長時間，從來沒想過這一輩子要在那里待下去。我這么說是有根據的。因為在美國，一個人參加工作，總要把他的一部分收入存入保險公司，以備晚年退休之后用。在美國期間，有人好幾次問我存了保險金沒有，我說一塊美元也不存，他們感到很奇怪。其實沒有什么奇怪的，因為我是中國人，我根本不打算在美國住一輩子！”

　　1955年9月17日，錢學森和夫人蔣英，帶著他們的兩個孩子，同22位中國留美科學家一起乘“克利夫蘭總統號”郵船離開美國回國。9月20日，船上的中國留學生組織了一個“同學會”。“同學會”的第一件工作是在9月20日印制了一份《克利夫蘭輪第六十次航行歸國同學錄》。

　　10月1日是人民共和國的6周歲生日。“克利夫蘭總統號”上，錢學森和大家一起歡度美好的節日。錢學森應大家的邀請做了主要發言。他興奮地把在美國時隨時從報刊上收集到的關于國內建設的情況向大家作了介紹。然后，他又誠懇地對大家說：“祖國一些機關的領導干部都是身經百戰的老同志，他們對祖國解放是有功績的。我們回國以后，一定要尊重這些老同志，虛心接受他們的領導，和他們搞好合作。”

　　1955年10月8日上午11時25分，錢學森一家和同行的中國留學生乘火車離開香港，經羅湖口岸踏上祖國大陸。

　　10月8日，周恩來總理給聶榮臻元帥打電話，告訴他著名科學家錢學森沖破重重阻撓，從美國回來了！周恩來叮囑聶榮臻元帥：“學森同志是愛國的，要好好對待他，要在政治上關心他，生活上照顧他，安全上保護他！”聶榮臻聽了十分高興，祖國又多了一名難得的科技人才，他身旁又多了一名能干的大將！

　　10月9日，遵照周總理的電話指示，陶鑄在廣州接見并宴請了錢學森。

　　10月10日，在中國科學院代表朱兆祥的護送下，錢學森一家離開廣州回上海與家人團聚。

　　1955年10月28日，錢學森一家終于抵達首都北京，開始了他偉大人生的新旅程。