杨振宁在1944年以物理学第一名的成绩考取了庚子赔款公费留学美国的资格，并于1945年成功赴美留学。
在纽约港上岸后，他最初尝试在哥伦比亚大学寻找物理学家恩里科·费米，但未能找到，因为费米当时被保护起来参与美国国防研究。由于无法在哥伦比亚大学找到费米，杨振宁转而考虑其他杰出的物理学家，并追随费米前往新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯。
在纽约期间，杨振宁还借宿在昆明读研究生时的授课教师张文裕和王承书夫妇家中，并得知费米即将到美国芝加哥大学领导创建一个新的研究所，即核研究所。1945年圣诞节前后，杨振宁追寻费米抵达芝加哥市，开始了他的留学生活。
在芝加哥大学，杨振宁最初选择了实验物理，但在阿里森实验室的两年中，他发现自己并不擅长实验，因此决定放弃实验物理，转而投入到自己擅长和热爱的理论物理领域。凭借对称与不变性领域的博士论文和后续研究，杨振宁成为了理论物理领域的专家。
以上是杨振宁出国留学的简要过程
