# 1938年钱学森和冯·卡门合作，发表重要论文《可压缩流体的边界层》、《倾斜旋转体的超音速流》。
# 1939年获得加州理工学院博士学位。八月发表重要论文《可压缩流体的二维亚音速流》阐明压力修正公式，后被学界称为钱-卡门公式。因对空气动力学的研究作出重大贡献位列美国陆军航空兵上校。
# 1940年加入加州理工学院火箭研制组，研究火箭固体燃料、结构变形等课题。
# 1941年参与风洞研制。
# 1942年发表论文《风洞的汇聚风斗之设计》
# 1943年美军情报部探知德军正在德国境内建立大规模的火箭发射基地，火速拨款成立加州理工学院喷气推进实验室，下设弹道、材料、喷气、结构四组。钱学森任喷气研究组组长，成为世界知名的火箭喷气推进专家。
# 1944年美国国防部聘冯·卡门为美国空军顾问，草拟未来20年美国太空研究的蓝图。冯·卡门特约钱学森到华盛顿参加他领导的国防部科学顾问小组。1944年冬，钱学森辞去在加州理工学院担任的各项职务，到华盛顿参加国防部科学顾问组。
# 1945年4月，美国国防部派遣以冯·卡门为首、团员包括钱学森在内的调查组，飞往德国，询问德国火箭科学家。钱学森亲自询问德国火箭科学家包括沃纳·冯·布劳恩、鲁道夫·赫曼[4]。冯·布劳恩应钱学森的要求，写出书面报告《德国液态火箭研究与展望》。钱学森还视察隐蔽在不伦瑞克市郊松林中德军绝密的戈林空气动力学研究所和德国其他地方的风洞，撰写多份报告。冬，钱学森由助教晋升为副教授。
# 1946年发表论文《超等空气动力学》、《超等空气动力学，稀薄气体力学》，主编《喷气推进的新天地》论文集。八月，应聘麻省理工学院，辞去加州理工学院和喷气推进实验室所有职务。
# 1947年晋升为麻省理工学院正教授。9月，与声乐家蒋英在上海结婚。
# 1949年应聘为加州理工学院正教授，并出任加州理工学院古根海姆喷气推进研究中心主任[5]，领导美国太空火箭的研究。同年，钱学森申请加入美国国籍。[6]

# 1956年与钱伟长、郭永怀等创建、主持中国科学院力学研究所，为首任所长。
# 从1956年起，钱学森开始在中国建设火箭导弹研制机构，并任该机构（国防部第五研究院）院长，指导计划协调技术。1958年开始研制航天运载火箭。
# 1958年与中国科学院同事共同倡议并参与创建中国科学技术大学。
# 1958年受当时大跃进气氛影响，曾在《中国青年报》著文，表示“农业生产的最终极限决定于每年单位面积上的太阳光能”:假设植物光合作用30%的效率可以达到，并假设植物中的1/5能转换为可吃的粮食，认为只要必需的水利、肥料、劳力等等条件能满足，那么粮食产量的不断提高是没有问题的，甚至可达到“2000斤的20多倍”[7][8]。
# 1959年8月，钱学森加入中国共产党。
# 1960年“东风一号”近程地地弹道导弹发射成功。1965年人造卫星工程开始实施，1970年第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功。他为建设中国火箭弹道和航天事业作出了极大贡献。
# 1967年冯·卡门在1967年出版的自传中，独为钱学森立传[9]。冯·卡门门下名家辈出，世界上古往今来，多有门生为老师立传，而老师为门生立传记，可谓绝无仅有。冯·卡门对钱学森的评语：“美国火箭领域中最伟大的天才之一，我的杰出门生”。