当得知吴有训要返回中国时，康普顿几次劝说他留下来，但吴有训谢绝了。他要回祖国去，去完成一项毕其一生才能完成的使命。这就是科学救国。正是这个伟大的使命使叶企孙与吴有训走到了一起。

　　吴有训回国后，短短一年多时间里，几易其校，有些仓皇的味道。他是要找一个能搞科研的环境，找一个令他满意的实验室。他在等待，等待生命中的知音出现。

　　终于这一天来到了。当叶企孙先生向他发出邀请时，他欣然应邀。1928年深秋时节，吴有训走进了清华园。为了表示对吴有训先生的敬重，在研究他的薪水时，叶企孙做出了一个令人瞠目结舌的决定：吴有训的月薪在物理系最高，比他这个系主任还高！

　　正是在叶企孙的实验室里，在外已荒废两年时光的吴有训又一次焕发了斗志，他在很短的时间内连连报捷，再次吸引了世界物理学界的眼球。严济慈发表文章说，“在国内作研究，最早而最有成就者，要推吴有训，他于民国十九年曾把一篇关于X线散射的研究论文，寄往英国《自然周刊》发表，我们中国人在中国做的物理研究，寄往国外杂志刊布，这还是破题第一遭，确是一件值得纪念的事！”据统计，从1930年至1933年四年内国内重要论文共有16篇，而吴有训就撰写了8篇。