1940年8月,第七届留英公费生在“俄国皇后号”邮轮上留影(后排左三为郭永怀)
1938年夏,郭永怀参加中英庚子赔款基金会留学委员会第七届留学生招生考试,与钱伟长、林家翘一起以5门课超过350分的相同分数同时被录取。
1940年9月,郭永怀进入加拿大多伦多大学应用数学系学习,仅用半年多时间就拿到了硕士学位。
1941年5月,郭永怀进入美国加州理工学院,师从航天工程学家冯·卡门学习。
1945年,郭永怀出色地完成了《跨声速流动不连续解》的毕业论文,获得博士学位,取得解决“声障”问题的重大理论突破。
1946年秋,冯·卡门的学生、郭永怀的大师兄西尔斯在美国康奈尔大学创办了航空研究院,特聘请郭永怀前去帮助,共同主持该研究院的创建工作。