2月6日，毛泽东在中南海寓所接见钱学森、李四光和竺可袖。6月29日，中国自行设计的第一枚中近程地对地导弹“东风二号”在钱学森的领导下，终于发射成功。
12月26日，毛泽东71岁生日，钱学森与邢燕子、董加耕、陈永贵等应邀到中南海出席毛泽东生日宴会。
1965年54岁
1月4日，第七机械工业部成立，任副部长。
1月8日，向国务院提出报告，建议早日制订中国人造地球卫星研制计划并列入国家任务。
3月20日，中央专委会议批准的第七机械工业部“八年四弹”规划。所谓“八年四弹”，就是在1965年至1972年的八年时间里，研制成功用于“两弹结合”的增程的中近程液体弹道导弹、中程、中远程、远程液体弹道导弹。
4月29日，国防科委向中央专门委员会提出了在1970年或1971年发射我国重量为100公斤左右的第一颗人造地球卫星的设想。这是国防科委副主任张爱萍将军邀请张劲夫、钱学森、孙俊人及国家科委、国防工办专业局的负责同志和专家进行研究之后提出的报告。
担任中国第一枚核导弹研制的领导工作。
1966年55岁
10月27日9时，“东风二号”核导弹点火升空，9分14秒后核弹头在距发射场894公里之外的罗布泊弹着区靶心上空569米的高度爆炸，圆满成功。
12月，中程导弹“东风三号”发射成功。
《气体动力学诸方程》出版。
1967年56岁
8月成立了空间技术研究院筹备处，对外称国防科委651筹备处，由钱学森担任筹备处负责人。
11月，国防科委批准了由钱学森代表651筹备处提出的编制方案，确定了研究院的任务以及各诚单位的方向、任务、分工等。
1968年57岁
1月8日，以钱学森为负责人的651筹备处首次召开“中国第一艘载人飞船总体方案设想热正会”对“曙光一号”飞船方案进行面。
2月20日，经毛泽东主席、国务院、中央军委批准，解放军第五研究院（今中国空间技术研究院）正式成立，任命钱学森为首任院长，全面负责人造地球卫星的研制以及空间科学研究工作。
中远程导弹“东风四号”发射成功。钱学森认为，可以在“东风”型系列导弹的研制经验上，制造人造地球卫星运载火箭。
1969年58岁
当选为中国共产党第九次全国代表大会代表和第九届中央委员会候员。此后相继当选为第十、十一、十二、十三、十四、十五次全国代表大会代表’第十、十一、十二届中央委员会候补委员。帽共产党第十六次，第十七次全国代表大会特邀代表。
8月23日，父亲钱均夫病逝于北京，终年87岁。
1970年59岁
1月30日，作为卫星的运载火箭的第一枚“长征一号”火箭试射成功。
3月21日，中国的第一颗人造地球卫星——“东方红一号”完成总装任务。
3月，研制“返回式遥感卫星”列为国家重点项目。
4月24日，中国第一颗人造地球卫星发射成功。
5月1日，国际劳动节晚上，毛泽东主席、周恩来总理在天安门城楼上接见了钱学森、任新民、戚发轫等参加第一颗卫星工程研制的代表。
6月，钱学森调到国防科学技术委员会担任副主任。
7月14日，毛泽东主席圈阅了钱学森主持起草的中国发展载人飞船的报告，报告提出第一艘飞船计划于1973年年底发射升空，叫“714工程”。
11月9日国防科委和第七机械工业部在北京京西宾馆为落实“714工程”联合召开“曙光一号”飞船方案论证会。在钱学森主持下，二百多名专家出席会议。
1971年60岁
3月3日，“长征一号”火箭把“实践一号”科学探测试验卫星成功太空。
4月，来自全国80多个单位的400多名专家学者云集北京京西宾馆，空间技术研究院院长钱学森主持讨论，主题是“714工程”5月15日，空军“宇航员训练筹备组”正式成立。
9月13日，爆发了林彪摔死在蒙古温都尔汗的“9·13”事件，空军司令员吴法宪是林彪集团重要成员，空军也就成为“批林运动”的重点。“714工程”叫停。
1973年62岁
“返回式遥感卫星”进入研制阶段。
1974年63岁
8月1日，中央军委发布命令，将中国自行设计制造的第一艘核动力潜艇命名为“长征一号”，编入海军战斗序列。同日，中央军委为这艘潜艇举行了庄严的军旗授予仪式。海军司令员萧劲光、国防科委副主任钱学森等参加了潜艇的交接命名大会。从此，人民海军进入了拥有核潜艇的新阶段。这艘核潜艇是1970年12月26日建成下水的。
1975年64岁
1月，在四届人大召开前夕，周恩来总理抱病从北京飞到湖南长沙，向病中的毛泽东主席请示工作。周恩来递交了四届人大代表名单。毛泽东说：“不看了。但是我想起两个人，一个是钱学森，一个是侯宝林，请你査査人大代表里有没有，如果没有，就把他们补上。”周恩来一査，钱学森在人大代表名单之中。
11月26日，中国用“长征二号”火箭发射了首颗返回式遥感卫星，卫星准确进入预定轨道，五天后成功地返回，中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。
开始研制第一颗“地球静止轨道试验性通信卫星”即同步卫星。
1976年65岁
1月8日，周恩来总理病逝。钱学森说：“许多党外人士说，我们是认识周恩来才认识中国的，相信周恩来才相信中国的。”
1977年66岁
6月29日，钱学森约访周培源，就“文革”期间被迫中断活动的中国科协及学会如何恢复活动交换意见。
1978年67岁
3月，出席全国科学大会。
9月27日，《文汇报》在第一版右方头条地位刊出钱学森、许国志、王寿云的《组织管理的技术——系统工程》。
1979年68岁
当选为中国宇航学会名誉理事长。
1980年69岁
当选为中国科学技术协会第二届全国委员会副主席。此后，1986年当选为中国科学技术协会第三届全国委员会主席；1991年在中国科学技术协会第四届全国委员会第一次全体会议上，被授予中国科学技术协会名誉主席称号。
当选为中国空气动力学研究会(I989年更名为中国空气动力学会）名誉理事长。
当选为中国系统工程学会名誉理事长。
1982年71岁
任国防科学技术工业委员会科学技术委员会副主任。
《论系统工程》出版，1988年《论系统工程》（增订版）出版。
1983年72岁提出建立园林学。
提出建立地球表层学与数量地理学。
3月14日，在航天医学工程研究所（即507所）作“关于科学道德”的报告。从那时起，在航天医学工程研究所作报告、发言100多次，谈人体科学研究。
1984年73岁
在中国科学院第五次学部委员（院士）大会上，被增选为中国科学院主席团执行主席。
1986年75岁
在政协第六届全国委员会第四次全体会议上，被增选为政协第六届全国委员会副主席，并相继当选为政协第七、第八届全国委员会副主席。1988年兼任政协第七届全国委员会科学技术委员会主任。
作为第一获奖人和屠守锷、姚桐斌、郝复俭、梁思礼、庄逢甘、李绪鄂等获（1985年度）国家科技进步奖特等奖。
《关于思维科学》出版。
1987年76岁
《社会主义现代化建设的科学和系统工程》出版。
1988年77岁
被聘为国防科学技术工业委员会科学技术委员会高级顾问。《论人体科学》出版。
1989年78岁
获国际技术与技术交流大会和国际理工研究所授予的“W.F.小罗克韦尔奖章”、“世界级科学与工程名人”和国际理工研究所授予的“国际理工研究所名誉成员”称号。
《创建人体科学》出版。
1990年79岁
在《自然》杂志第13卷第1期发表钱学森、于景元、戴汝为的《一个科学新领域开放的复杂巨系统及其方法论》。
1991年80岁
10月16日，获国务院、中央军委授予的“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和中央军委授予的一级英雄模范奖章。
《钱学森文集》（1938~1956)出版。
1992年81岁
在中国科学院第六次学部委员（院士）大会上，被聘请为中国科学院学部主席团名誉主席。
1994年83岁
在中国工程院第一次院士大会上，被选聘为中国工程院院士。
《论地理科学》出版。
《城市学与山水城市》出版，1996年《城市学与山水城市》(第二版）出版。1999年，作为上述两书的续集《山水城市与建筑科学》出版。
《科学的艺术与艺术的科学》出版。
1995年84岁
获何梁何利基金颁发的首届(1994年度)“何梁何利基金优秀奖”（后改称“何梁何利基金科学与技术成就奖”）。
1996年85岁
4月，在交通大学百年校庆之际，由江泽民总书记题写馆名，第一次以中国大陆境内健在科学家的名字命名的图书馆——钱学森图书馆在西安交通大学隆重举行命名仪式。该图书馆坐落在西安交通大学的四大发明广场。
《人体科学与现代科技发展纵横观》出版。
1998年87岁
被聘为解放军总装备部科学技术委员会高级顾问。
在中国科学院第九次院士大会和中国工程院第四次院士大会上，被授予“中国科学院资深院士”“中国工程院资深院士”称号。
《论人体科学与现代科技》出版。
1999年88岁
获中共中央、国搬、中央军跋的“面一星功勋奖章”
2000年89岁
《钱学森手稿》(1938~1955)出版。
2001年90岁
《论宏观建筑与微观建筑》出版。
《第六次产业革命通信集》出版。
《创建系统学》出版。
《钱学森手稿》荣获第五届国家图书荣誉奖。
12月7日，获霍英东奖金委员会颁发的第二届“霍英东杰出奖”（中国地区)。
12月9日，专程从美国赶来的老朋友弗兰克·马勃教授，受加州理工学院院长D.巴尔的摩的委托颁发该校1979年就授予钱老的“杰出校友奖”
12月21日，由中国科学技术协会、中国科学院、中国工程院联合举办“钱学森星”命名仪式。经国际小行星中心和国际小行星命名委员会审议批准，将中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为3763号小行星，正式命名为“钱学森星”。
2002年91岁
杭州市园林文物保护局和杭州市上城区政府着手修缮方谷园2号钱学森旧居。
内蒙古沙产业草产业协会成立时，欣然接受协会“名誉顾问”的头衔。这是钱学森晚年接受的两个仅有社会职务之一，可见他对于沙产业、草产业的关注之情。
2003年92岁
10月16日，亲笔写下：“热烈祝贺神舟五号发射成功，向新一代航天人致敬！”
2005年94岁
《智慧的钥匙》出版。
10月，各方隆重纪念钱学森归国50周年。
2006年95岁
《“导弹概论”手稿》出版。2009年《“导弹概论”手稿》(第二版）出版。
2007年96岁
《钱学森系统科学思想文库》（四卷本）出版。
《“水动力学讲义”手稿》出版。
《集大成得智慧》出版。
《物理力学讲义》（新世纪版）出版。
《钱学森书信》（十卷本）出版。
2008年97岁
被美国《航空与空间技术》周刊评为2007年度人物。
被中央电视台评为“感动中国2007年度人物”。
《钱学森书信》荣获首届“中国出版政府奖”。该奖是中国出版界最高奖项。
《“火箭技术概论”手稿及讲义》（两卷本）出版。
《钱学森书信选》（两卷本）出版。
2009年98岁
3月28日，在；)惊大学百年纪念讲堂举行的第三届“世界因你而美丽响世界华A”上获“终身成验高荣誉大奖”。《钱学森建筑科学思想探微》出版。
《钱学森论沙产业草产业林产业》出版。
9月10日，经全国“双百”评选活动组委会评审组专家投票等程序，入选“新中国成立以来感动中国人物”100人。
10月31日上午8时6分，因病在北京去世，终年98岁。