1950年秋，顧毓琇回到母校麻省理工學院擔任客座正教授；1952年，他應聘美國賓夕法尼亞大學客座教授，兩年后轉(zhuǎn)為終身正教授。年近半百的顧毓琇拋卻雜務，在美國一頭埋進了對前沿學術(shù)的研究中。一代電機權(quán)威就此誕生。

他與維納等人一起開創(chuàng)了控制論的新紀元，被國際學術(shù)界公認為非線性控制理論的先驅(qū)；他獲得了美國電機及電子工程師學會（IEEE）頒發(fā)的金禧獎章和千禧獎章；他是IEEE的會員，還曾是國際理論及應用力學聯(lián)合會（IUTAM）唯一的華人個人理事；他被多所學校聘為名譽教授，又被授予名譽學位，其間不乏常春藤聯(lián)盟中的大學——他的教學生涯一直持續(xù)到70歲，這期間，他取得了非凡的學術(shù)成就，為自己博得了崇高的榮譽，也為世界科學的發(fā)展貢獻了巨大的力量。而這一切的榮耀，他都是以一個中國人的身份而獲得的。

直到1973年，71歲的顧毓琇才加入了美國國籍。

陳難先（曾任民進中央副主席）：他在這個之前沒有拿美國國籍，他是為了回國才拿美國國籍的。

1972年，尼克松與周恩來兩位巨人的握手，讓中美關(guān)系步入了新階段。此時，身在美國卻心系華夏的顧毓琇終于按捺不住了。

第二年8月，顧毓琇與夫人王婉靖帶著女兒顧慰民，搭乘英國海外航空公司的班機，輾轉(zhuǎn)從美國費城轉(zhuǎn)道倫敦、香港，返回大陸。他再次踏上了一別24年的故土。

8月29日晚上10點，在周培源夫婦及廖承志夫婦的陪同下，周恩來在人民大會堂接見了顧毓琇。

顧宜凡：我聽祖父后來說，他們見面是這樣的：周恩來一見面就說：“你不老嘛！”大家就好像是很熟的老朋友。確實也是老朋友，因為在抗戰(zhàn)的時候，我祖父是教育部的政務次長，周恩來則是以共產(chǎn)黨員的身份參加聯(lián)合政府，擔任軍事委員會的政治部副主任，也是副部長級別。當時郭沫若是周恩來下面一個廳的廳長，他們（郭沫若與顧毓琇）在抗戰(zhàn)的時候經(jīng)常一起探討教育的問題。

在接見的時候，周恩來說，“顧先生，你是‘客卿’啊”?！褪枪糯欠N客卿，不依附于任何黨派而加入政府的社會賢達，為政府做事的客卿——說“你是‘客卿’啊”。我奶奶看到周恩來說：“你的身體很好嘛?！敝芏鱽砥鋵嵞菚r候已經(jīng)得癌癥了，他說：“虛有此表，虛有此表?！?/p>

在顧毓琇的記憶里，這次“會見時氣氛很隨意，有人專職攝影，有茶，午夜時分還有點心招待。我們像老朋友那樣傾談，漫談著雙方都關(guān)心的種種話題”。他們談到了蔣介石、陳立夫，還談到了顧毓琇的表兄王昆侖。此時的王昆侖正因“文革”的沖擊而被關(guān)在監(jiān)獄里，聽顧毓琇提到后，周恩來萬分愧疚，說自己太忙，沒來得及處理此事——后來，王昆侖在周恩來的保護下得以恢復自由，重新恢復工作，并當選為民革中央主席和全國政協(xié)副主席。

此是后話了。

在顧毓琇與周恩來會面的第二天，新華社發(fā)表文章，說：“周總理接見顧毓琇教授和夫人王婉靖，一行人進行了坦率的無拘束的談話?！?/p>

顧慰慶：這“無拘束”三個字是周總理自己加上去的，他形容這次談話為“無拘束”的談話。我父親后來看到那個報道，說這個“無拘束”用得真不錯，真好。因為說到底，這還是一次私人的見面，不是官方的談判，而是像老朋友一樣地交談。

再次回到大陸，顧毓琇也見到了三個24年未見的孩子。這三個讓他日夜思念、牽掛的孩子，此時已步入中年，長女顧慰文任上海交通大學教授，長子顧慰連任沈陽農(nóng)業(yè)學院院長，次子顧慰慶任西北電力建設局副局長。當他們在周恩來的引見下站在父親面前時，顧毓琇備感驚訝——兒女們的身份和形象，已與他想象中的太不同了。