1941年，发表了深受国际学术界重视的第一篇有关板壳的内禀理论论文，当年他获得多伦多大学应用数学博士学位。

1942年，赴美国加州理工学院喷射推进研究所任研究所工程师，在“世界导弹之父”冯·卡门指导下从事火箭的空气动力学计算设计、火箭弹道和地球人造卫星的轨道计算方面的研究。

1946年，与导师冯·卡门合作发表《变扭的扭转》，成为国际弹性力学理论的经典之作。

1947年，在正则摄动理论方面创建的以中心挠度wm为摄动参数作渐近展开的摄动解法，在国际力学界被称为“钱伟长方法”。

1948年，在奇异摄动理论方面独创性地写出了有关固定圆板的大挠度问题的渐近解，被称为“钱伟长方程”。

1951年，他招收我国解放后的第一批力学研究生。

1954年，他当选中国科学院学部委员。

1956年，出版我国第一本《弹性力学》专著，创办了“力学研究班”，该班学员大多成为我国从事力学研究和教学的领军人物。