1942年至1946年，他在美国加州理工学院和喷射推进研究所，与钱学森、林家翘、郭永怀一起，在世界导弹之父冯·卡门教授的指导下从事航空航天领域的研究工作，受到冯·卡门学术思想的影响，成为固体力学和流体力学大师。
博士论文受到大科学家瞩目
在研究所和冯·卡门家里的学术讨论会，是富有民主精神和创造性的聚会。这种风格影响了钱伟长的一生，这就是敢想敢说，勇于探索和创新。
钱伟长的博士论文《弹性板壳的内禀理论》，发表于世界导弹之父冯·卡门的60岁祝寿文集内，爱因斯坦看后，感叹：这位中国青年解决了困扰我多年的问题。此文奠定了钱伟长在美国科学界的地位。
帮助伦敦免遭德国导弹袭击
二战期间，当伦敦正在遭受德国V1、V2导弹威胁的时候，丘吉尔向美国请求援助。于是，这件事被转到了美国加州大学著名科学家冯·卡门教授主持的喷气推进研究所。
当时，钱伟长正在这个研究所从事火箭、导弹的设计试制工作，他仔细研究德国导弹的射程和射点后发现，德国的火箭多发自欧洲的西海岸，而落点则在英国伦敦东区，这说明德军导弹的最大射程也仅如此了。
据此，钱伟长提出：只要在伦敦的市中心地面造成多次被击中的假象，以此蒙蔽德军，使之仍按原射程组织攻击，伦敦城内就可避免遭受导弹的伤害，英国接受了这一建议。
几年后，丘吉尔在他的回忆录中谈及此事时，曾不胜感激地赞赏道：“美国青年真厉害。”可他直到最后也不知道，与德军玩了个雕虫小技的人并不是美国青年，而是中国青年，即后来成为我国著名科学家的钱伟长。（西安晚报）