新中国建立后国家百废待兴，尤其是军工产业，作为工业领域的重中之重，直接关系着国家安全。
为了尽快让军工产业发展起来，国家号召海外学子返回祖国参与到建设中。
秉持着爱国之情，很多人陆续踏上了回国之路，其中有两个人的回国之路十分艰辛，而且他们俩还是师兄弟关系，他们都是应用力学专业，都师从著名的空气动力科学家冯卡门，这两人就是钱学森和郭永怀。
前者大名鼎鼎，但后者相对而言知道的人就少的多了，至于原因一方面是因为郭永怀长期在幕后工作，为了安全起见，工作处于保密状态；另一方面则是他去世较早，令人十分遗憾。
郭永怀是山东荣成人，在一个普通的农业家庭里长大，他热爱学习，小时候就表现出了对知识的强烈渴望。
他17岁的时候进入青岛大学附中读书，成为了老家唯一一个公费学生。
3年后他顺利考入南开大学，选择了物理学专业，成为了当时国内知名教授顾静徽的学生。顾教授见他聪颖好学，能成大器，于是推荐他去北京大学继续深造。
全面抗战爆发后的第二年，他参加了第七届中英庚子赔款留学生招生考试，和钱伟长、林家翘一起被录取。
按照原计划，他应该去英国留学，但因为战事影响，他被改派到加拿大多伦多大学留学，主攻应用数学专业。
后来成为天体物理学家的林家翘以及成为中国科学院院士的钱伟长也和他同行去了加拿大。
三人结束了在加拿大的学业后，又去美国加州理工学院深造，在这所学校里，他也认识了后来影响他一生的师兄钱学森。
于是在加州理工学院著名科学家冯·卡门教授的身边，就有了四名优秀的中国学生。他们朝夕相处，共同探讨学术知识。由于钱学森和郭永怀当时都主攻应用力学，因此两人的共同语言非常多，结下了深厚的同学友谊。
1945年，郭永怀完成了博士论文，顺利获得博士学位。离开学校后，在钱学森的推荐下，他去美国康奈尔大学航空工程研究院任教，很快从助理教授晋升为正教授。
该职位不仅有较高的薪资待遇，而且还有良好的科研环境，以及申请政府科研经费的资格，可以说是每一位科学家梦寐以求的人生位置。
然而正如法国科学家路易·巴斯德说的那句名言：“科学无国界，但科学家有祖国”。
当美国国内刮起反对中国的浪潮（麦卡锡主义）之后，钱学森和郭永怀都遭到了非法的审查，钱学森得知祖国计划发展“两弹一星”后，当即果断决定回国。
众所周知，为了阻止钱学森回国，美国人可谓是无所不用其极，包括审查、扣押、监视等。
最后还是钱学森写下求救信号，几经周折送到周总理手中。在周总理的多次努力协调和谈判下（以15名抗美援朝中被我军俘虏的飞行员为筹码，当时美国麦卡锡主义泛滥，美方飞行员又鼓动抗议），美国政府才终于放行，允许钱学森回国。
就在钱学森回国之后，郭永怀也在一年后的1956年回国，师兄弟两人又一次故土携手并肩，准备为祖国的国防事业大干一场。
其实郭永怀的回国之路也并不顺利，美国当局同样对其进行了百般阻挠，最终郭永怀当众将自己10余年研究积累的宝贵科研资料全都烧毁，证明自己不会带走任何东西后，才顺利返回了祖国。
回国后，钱学森第一时间给他准备好了舒适的办公室和住房，并诚邀他到中科院力学研究所工作。钱学森担任力学研究所所长，他担任研究所副所长。
在具体的工作中，钱学森负责总体规划，郭永怀则把关细节技术，两人互相补充，工作取得很大进展。
由于钱学森更多的忙于导弹研制、系统工程等国防领域，所以在大多数时候，力学研究所的工作其实都是郭永怀在负责。在他的不懈努力下，研究所在超高声速流体力学、电磁流体力学和爆炸力学等新兴领域取得不少成绩。
他还亲自指导建成了中国第一座大型高超声速风洞JF-8激波风洞，这些成果都很重要，为导弹、人造卫星等研制项目解决了基础问题。
然而人生很多时候，意外总是比计划来得更早。
1968年12月5日，周总理正在怀仁堂接见外宾，没想到秘书突然走了进来，告诉总理一个噩耗。
凌晨北京首都机场发生一起空难，负责核武器研究的科学家郭永怀在飞机上，不幸遇难。
周总理听后十分伤感，悲恸落泪。消息传到钱学森耳中，钱学森当场流了眼泪，说：“都说我能抵5个师，但很多人不知道，郭永怀能抵得上两个我啊！”
12月25日，中央授予郭永怀“烈士”称号，1999年，又追授“两弹一星功勋奖章”，他也因此成为“两弹一星”23位元勋中唯一的“烈士”。