1946年春天，何泽慧从德国到法国巴黎，和大学时期的同学钱三强结婚，开始共同的科学生涯。他们一起在约里奥•居里夫妇领导的法兰西学院原子核化学实验室和居里实验室工作，合作发现了铀核裂变的新方式——三分裂和四分裂现象(她首先捕捉到世界上第一例四分裂径迹)，在国际科学界引起很大反响。

　　1948年夏，何泽慧同钱三强一起满怀爱国热忱历尽艰辛回到祖国，参加北平研究院原子学研究所的组建。新中国成立后，她全身心地投入中科院近代物理研究所(1953年改称物理研究所)的创建工作。由她具体领导的研究小组，在十分简陋条件下开展工作，经过几年努力，于1956年研制成功性能达到国际先进水平的原子核乳胶，对质子、α粒子及裂变碎片灵敏的原子核乳胶核-2和核-3，在灵敏度等主要性能方面达到与英国依尔福C-2相当的水平，获得1956年度中国科学院奖(自然科学部分)。

　　1955年初，何泽慧积极领导开展中子物理与裂变物理的实验准备工作。1958年，中国第一台反应堆及回旋加速器建成后，她担任中子物理研究室主任，在相当长时间里领导当时的中子物理研究工作，为开拓中国中子物理与裂变物理实验领域做出重要贡献。她还看准快中子谱学的国际发展趋势，不失时机安排力量开展研究，使中国快中子实验工作很快达到当时的国际水平。