1942年至1946年，他在美國加州理工學院和噴射推進研究所，與錢學森、林家翹、郭永懷一起，在世界導彈之父馮·卡門教授的指導下從事航空航天領域的研究工作，受到馮·卡門學術思想的影響，成為固體力學和流體力學大師。
博士論文受到大科學家矚目
在研究所和馮·卡門家里的學術討論會，是富有民主精神和創造性的聚會。這種風格影響了錢偉長的一生，這就是敢想敢說，勇于探索和創新。
錢偉長的博士論文《彈性板殼的內稟理論》，發表于世界導彈之父馮·卡門的60歲祝壽文集內，愛因斯坦看后，感嘆：這位中國青年解決了困擾我多年的問題。此文奠定了錢偉長在美國科學界的地位。
幫助倫敦免遭德國導彈襲擊
二戰期間，當倫敦正在遭受德國V1、V2導彈威脅的時候，丘吉爾向美國請求援助。于是，這件事被轉到了美國加州大學著名科學家馮·卡門教授主持的噴氣推進研究所。
當時，錢偉長正在這個研究所從事火箭、導彈的設計試制工作，他仔細研究德國導彈的射程和射點后發現，德國的火箭多發自歐洲的西海岸，而落點則在英國倫敦東區，這說明德軍導彈的最大射程也僅如此了。
據此，錢偉長提出：只要在倫敦的市中心地面造成多次被擊中的假象，以此蒙蔽德軍，使之仍按原射程組織攻擊，倫敦城內就可避免遭受導彈的傷害，英國接受了這一建議。
幾年后，丘吉爾在他的回憶錄中談及此事時，曾不勝感激地贊賞道：“美國青年真厲害。”可他直到最后也不知道，與德軍玩了個雕蟲小技的人并不是美國青年，而是中國青年，即后來成為我國著名科學家的錢偉長。（西安晚報）