1934年，24岁的华罗庚由于出色的表现再次被清华提拔为助教，正式站在大学的讲台上为清华学子上课。在课堂上授课的华罗庚并没有因为自己的初中学历而感到低人一等，反倒是兴致勃勃，生动形象地为学生授课。
由于通俗易懂的教学方法和华罗庚本人扎实的数学功底，这位初中毕业生受到了清华学子的一致好评。华罗庚兢兢业业的教学也培养出了一批优秀的数学家，例如：王元、陈景润等数学人才。
1936年，由于在清华任教期间的出色表现，他以学者的身份前往英国剑桥大学留学深造。在剑桥学习期间，他把主要精力都放在了研究堆垒素数论、他利问题、奇数哥德巴赫问题等研究上，一共发表了18篇论文。
在这期间，他还提出了著名的“华氏定理”，解决高斯提出的完整三角合估计问题，一时间轰动了剑桥，被誉为“剑桥的光荣”。当时的英国著名数学家哈代也在剑桥任教，听闻他对华罗庚的数学才能十分佩服。
1946年，华罗庚受到邀请前往美国担任普林斯顿大学高等研究院的研究员。同年，还发生了一个可喜的事情，困扰华罗庚十多年的腿疾也在美国的一家医院被治好了。没过多久，他又被聘为美国伊利诺伊大学终身教授。
正当华罗庚在美国混得风生水起的时候，他做出了一个决定：举家回国，投入新中国的建设之中。
毅然回国，投身祖国的伟大建设
1949年，新中国成立。得知消息的华罗庚没有丝毫犹豫就放弃了美国开出的优渥条件，回到百废待兴的祖国。面对采访他说道：“我是否回去呢？答案是确定的。中国是我的祖国，我的家乡，而且我想做一些对于中国数学来说重要的事情。”
1950年，华罗庚带着家人从美回国，同时他还写了一封《致全体留美学生的公开信》。也就是文章中开头提到了那封信，信中这样写道：“朋友们，我先诸位回去了。梁园虽好，非久居之乡，归去来兮！”
此信发表之后就在美国留学生群体里引起了极大的共鸣，大量的赴美留学生决定回到祖国的怀抱，参与祖国的建设。其中就包括了钱学森、邓稼先等2000多位海外留学生，他们回国之后，在祖国的各个领域都发挥了支撑性的作用。
回国之后的华罗庚正式担任我国科学院数学研究所的所长，他带领着我国最顶尖的一批数学家如王元、陈景润、万哲先、龚升等人继续从事数学理论研究，与此同时他还试图寻找一条数学与工农业实践相结合的道路。
当时的中国百废待兴，华罗庚认为光搞数学理论是不行的，要把数学运用到实际生产之中才行！因此他提出了统筹法和优选法两种能在工农业生产中能够普遍应用的方法，力图用最少的次数，达到最好的效果。
