患难中的祖国和亲人时时牵扯着屠守锷这位海外游子的心。1945年,抗战胜利了,历经浩劫的祖国百废待兴,屠守锷归心似箭。他辞去了工作,从东部的布法罗横穿北美大陆,历时40余天,到达西海岸的旧金山。没有客轮,他便搭乘开往青岛的运兵船,回到了祖国。
然而,国民党政府根本无意兴办民族航空工业,失望至极的屠守锷只好把希望寄托在培养下一代航空人才上。他在西南联大开设了航空专业课程。1947年,屠守锷到清华大学航空系任教,开始与进步人士接触。就在这个时候,他了解了中国共产党和共产主义思想,亲身的经历和眼前的现实使他认识到:只有中国共产党,才能领导中国走向光明;只有在共产党的领导下,自己的强国梦才能实现。1948年末,他毅然秘密加入了中国共产党。
此后,无论是在清华航空系任教,还是在北京航空学院任副教务长、系主任和院长助理,他都对共和国的航空事业倾注了极大热情。1957年2月,正当壮年的屠守锷应聂荣臻元帅之邀,跨进了国防部?第五研究院的大门。从此,他的命运便与中国航天紧紧联系在了一起。