1947年顺利地通过了考试，留学美国。而他留学海外的目的并非是镀金。而是为了学成更好地为祖国服务。在西南联大打下的坚实基础此时在美国学习的时候显露出来，邓稼先各门功课优异，并且拿到了奖学金。甚至第二外语课他一次没上过，居然也能顺利通过考试。三年的博士课程，邓稼先仅仅用了一年零十一个月便读完学分，并完成博士论文，顺利通过了博士答辩，获得了博士学位。
1950年的8月29日，邓稼先收拾行李登船回国。他记得小时候离开北平时父亲的嘱托“要学科学”，他也坚信中国共产党必将领导建立一个崭新的中国，而建设国家需要人才。他眼下迫切要做的就是用自己所学的科学知识，报效自己多灾所难，在科技方面还远远落后于世界其他国家的祖国。
1950年10月，回到祖国的邓稼先很快被安排在中科院近代物理研究所工作，一直到1958年的8月钱三强交给他任务的那一天。这八年的时光是他一生中最为轻松幸福的时候，也是我国刚刚摆脱百年欺凌，建设新中国的黄金时期。
当时，许鹿希就站在邓稼先的身后，她心里知道，丈夫正在承受着强烈的爱国心和责任感的折磨，他需要从这首曲子里获得勇气和力量，他要去紧紧地扼住原子弹的喉咙。
1953年，邓稼先和许鹿希女士结婚，次年生了一个女儿和一个儿子。1956年，他光荣地加入了中国共产党。
每天下班回来，邓稼先就先逗女儿叫爸爸，还要叫“非常好爸爸”、“十分好爸爸”。儿子六七岁的时候，天一黑他就带着儿子去逮蛐蛐，抓青蛙，常常 是爷俩弄得满身是土回来。周末他们常常带着两个孩子去游泳，邓稼先虽然在物理上颇有建树，但游泳却是外行，因为他白白胖胖，儿女们亲切地叫他，大白熊。他呢，也乐呵呵地答应着。
但自从邓稼先从钱三强的办公室出来后，心里非常明白，从今以后，他必须隐姓埋名，不能发表学术论文，不能公开作报告，不能出国，不能随便与人交往，不能说自己在那里，更不能说在干什么，上不告父母，下不告妻儿。
对于一个保持着儿时天性的人来说，相当一段时间里，他有种被束缚的感觉，但是新中国需要原子弹以壮国威。因此，回到家他对妻子说，做这件事，他死而无憾。
而当时世界核物理方面的情况是这样的：1941年5月，日本就开始研究原子弹，但跑遍日本和朝鲜，也没找到可供开采的铀矿。德国制造原子弹的计划也因其他国家的阻挠而完结。只有美国可以成吨地生产核原料。
1958年8月开始，邓稼先调入二机部九院任理论部主任。担任原子弹理论设计的总负责人。研制工作一开始，是有苏联专家帮助的，但后来情况起了 变化。苏共中央很快借口当时苏联与美国等西方国家正在日内瓦谈判关于禁止试验核武器的协定，中断向中国提供原子弹的有关技术资料等协议的项目。苏方这种背 信弃义的做法给中国原子弹的研制工作造成了重大困难。
依靠外援是靠不住的，压在邓稼先肩膀上的担子越发沉重了!
当时对于制造原子弹，国内可以说是一片空白。自主研制，谈何容易。从哪里入手?这是邓稼先第一个要思考的问题。
那一段时间，邓稼先在思考的时候，常常喜欢坐在阳台上静静地听音乐。不过，有一天，妻子许鹿希发现他换了个曲子《命运交响曲》。
