6年留学期满后，顾毓琇没有过多停留，立刻返回了灾难深重的中国。

顾宜凡：他回来以后，大家都觉得他是一个很了不起的科学家，是国际级的科学家，后来就被当时清华的校长梅贻琦请到清华去做工学院院长。

承宪康：当时正好处在抗战的前夕，他极力支持清华的工学院，要建立与国防有关的一些专业，其中最主要的就是建立了航空工程研究所。

顾毓琇以享誉世界的学者身份回到了母校。此时，学生时代“为祖国服务、为人民服务”的理想终究变成了现实。他以满腔的热情投入到诺言的实践当中。

他与杨武之、陈寅恪、闻一多等大师为邻，一起共议时事；他和梅贻琦校长一起遍请名师，让大学成为“大师之学”；他应张学良、傅作义之请，组织教授、学生为抗日将士研制防毒面具；他营救被捕的文学院院长冯友兰，积极奔走于民主运动中……

他与冯友兰、叶企孙（理学院院长）、陈岱孙（法学院院长）一起并列为清华留名青史的四大院长。一位年轻的学术巨擘，诞生于清华园中。