然而，就在他打算離開洛杉磯的前兩天，忽然收到美國移民及歸化局的通知——不準回國！移民局威脅道，如果私自離境，抓住了就要罰款，甚至要坐牢！
又過了幾天， 錢學森 被抓進了美國移民及歸化局看守所，“罪名”是“參加過主張以武力推翻美國政府的政黨”。
錢學森交給搬運公司的行李遭到美國海關及聯邦調查局的檢查，據說從中“查出”電報密碼、武器圖紙之類。移民及歸化局要“審訊”錢學森，說錢學森是“美國***產黨員。”後來又說錢學森在美國念書時認識的幾個美國同學之中，有幾個是美國***產黨員。移民及歸化局揚言錢學森“違反美國移民法”，要把錢學森“驅逐出境”。這話說出口沒多久，又連忙改口。因為要把錢學森“驅逐出境”，這正是錢學森求之不得的! 在看守所，錢學森像罪犯似的，被監禁著。錢學森曾回憶道：“我被拘禁的15天內，體重就下降了30磅。在拘留所裏，每天晚上，特務要隔壹小時就進來把妳喊醒壹次，使妳得不到休息，精神上陷於極度緊張的狀態。”
移民及歸化局迫害錢學森引起了美國科學界的公憤。不少美國友好人士出面營救錢學森，為他找辯護律師。他們募集了 15000 元美金作為保金，才算把錢學森從看守所裏保釋出來。
1955年 6 月，錢學森寫信給當時的全國人大常委會副委員長陳叔通同誌，請求黨和政府幫助他早日回到祖國的懷抱。周總理得知後非常重視此事，並指示有關人員在適當時機辦理此事。經過努力，1955年10月18日，錢學森壹家人終於回到闊別20年的祖國。不久，他便被任命為中國科學院力學研究所所長。